Reaktor jądrowy pobił nieosiągalną barierę. Takiego wyniku nie było
Reaktor jądrowy Wendelstein 7-X przeskoczył granicę, której nie udało się dotąd przekroczyć żadnemu reaktorowi. Jak do tego doszło?
W świecie badań nad fuzją jądrową od dekad królują tokamaki, czyli toroidalne reaktory, w których plazma krąży niczym gorący dym wewnątrz magnetycznego pączka. Ale teraz do głosu dochodzą ich mniej znani kuzyni, czyli stellaratory. Niemiecki reaktor Wendelstein 7-X (W7-X), działający w Instytucie Maxa Plancka w Greifswaldzie, osiągnął wynik, który stawia go na równi z najlepszymi tokamakami świata.
W7-X utrzymał rekordowy poziom tzw. potrójnego iloczynu – jednego z ważniejszych wskaźników w badaniach nad fuzją – przez 43 sek. To najwyższy tego typu wynik w historii badań prowadzonych w stellaratorach. Oznacza to, że urządzenie potrafi nie tylko wygenerować wysoką temperaturę plazmy, lecz także utrzymać ją na odpowiednim poziomie i gęstości przez wystarczająco długi czas. To 3 krytyczne warunki, które przybliżają nas do energetycznej samowystarczalności reaktorów.
No dobrze, ale czym tak właściwie są stellatory i dlaczego się z nich nie korzysta?
Stellaratory to konstrukcje o skomplikowanym, skręconym kształcie, które powstały jeszcze przed tokamakami. Ich plazma krąży w wydłużonym torusie przypominającym krakowskiego obwarzanka. Z kolei bardziej kompaktowe tokamaki przypominają nowojorskiego bajgla. Przez wiele lat stellaratory uważano za zbyt trudne do kontrolowania i mniej efektywne energetycznie, jednak dzięki postępom w technologii, ich zalety znów zaczynają przeważać wady.
Jednym z atutów W7-X jest wykorzystanie zaawansowanego systemu grzania plazmy – rezonansu cyklotronowego jonów (ICRH). To technika oparta na falach radiowych, która w zależności od ich właściwości pozwala lepiej kontrolować różne typy cząsteczek w plazmie. Dzięki niej zespół badawczy osiągnął wyniki porównywalne z największymi europejskimi tokamakami.
Rekord bez przełomu?
Osiągnięcie W7-X nie oznacza jeszcze, że reaktor produkuje więcej energii, niż zużywa. Można powiedzieć, że to nadal Święty Graal badań nad fuzją jądrową, do którego nikt jeszcze nie dotarł. Potrójny iloczyn (temperatura x gęstość plazmy x czas utrzymania) to ważny przełom, ale nie uwzględnia kosztów energetycznych całego systemu: od zasilania magnesów po chłodzenie.
Mimo to ustanowienie nowego rekordu pokazuje, że technologie fuzji zbliżają się do granicy, po której reakcja mogłaby utrzymać się sama, bez ciągłego zasilania z zewnątrz. A to oznacza, że dalsze postępy, chociaż powolne, to będą występować. Wyzwanie polega jednak teraz na tym, by osiągnąć ten poziom w sposób efektywny energetycznie i technologicznie skalowalny.
Przeczytaj także:
Badania nad fuzją, niezależnie od ich bezpośrednich wyników, generują ogromny potencjał naukowy i technologiczny. Tworzą nowe miejsca pracy, inspirują młodych naukowców, a każda granica, którą udaje się przesunąć, zbliża nas do wykorzystania tej potężnej i czystej formy energii.
*Grafika wprowadzająca wygenerowana przez AI
