Tokamaci su uređaji koji se koriste u fuziji sa magnetnim ograničenjem. U ovim reakcijama, snažno magnetsko polje se koristi za kontrolu i zadržavanje vruće fuzijske gorivne plazme u jezgri reaktora. Plazma se zagrijava na visoke temperature ubrizgavanjem neutralnog snopa ili zagrijavanjem radio frekvencijom. Glavni cilj je održavanje stabilnog stanja plazme u kojem se fuzijske reakcije mogu odvijati kontinuirano, pružajući neograničen izvor energije.
Nedavna studija naučnika iz Oakridge National Laboratory (ORNL), Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) i Tokamak Energy Ltd označava veliki napredak u istraživanju fuzijske energije. Tim je dostigao temperature od skoro 100 miliona stepeni Celzijusa, što je neophodno za fuzione elektrane za proizvodnju komercijalne energije.
Osim toga, postigli su visoke temperature u kompaktnom tokamaku, što niko do sada nije radio!
U ovoj studiji, naučnici su se fokusirali na poboljšanje uslova rada sfernog tokamaka visokog polja (ST) nazvanog ST40. U poređenju sa drugim termonuklearnim uređajima, ST40 uređaj se odlikuje manjom veličinom i sferičnom plazmom.
Tim je koristio pristup sličan onom korištenom 1990-ih na TFTR tokamaku, koji je generirao više od 10 miliona vati snage fuzije. ST40 je radio u toroidnom (u obliku krofne) magnetnom polju sa intenzitetom nešto iznad 2 Tesla.
Da bi zagrejao plazmu, tim je koristio 1,8 miliona vati neutralnih čestica visoke energije. Iako je pražnjenje plazme, odnosno period u kojem su se aktivno odvijale termonuklearne reakcije, trajao samo 0,15 sekundi, temperatura jona u jezgru dostigla je više od 100 miliona stepeni Celzijusa.
Za mjerenje temperature jona, tim je koristio TRANSP transportni kod razvijen u PPPL-u. Ovaj kod je koristan jer uzima u obzir izmjerene temperaturne profile nečistoća i deuterija, glavnog goriva koje se koristi u fuzijskim reaktorima.
Otkrili su da temperaturni opseg za nečistoće prelazi 8,6 keV (oko 100 miliona stepeni Celzijusa), dok je temperaturni opseg za deuterijum blizu ove vrednosti. Ovaj nalaz sugerira da je metoda grijanja korištena u eksperimentu bila učinkovita u postizanju željenih visokih temperatura.
Rezultati daju optimizam za budući razvoj termonuklearnih elektrana zasnovanih na kompaktnim sfernim tokamacima visokog polja. Ovaj napredak mogao bi dovesti do efikasnijih i ekonomski održivih rješenja u području fuzijske energije, nudeći obećavajući put ka održivoj i čistoj proizvodnji energije.
Pročitajte također: