Energija nuklearne fuzije sve bliža uz tehnike iz šezdesetih godina

Nuklearna fuzija ili vreli energetski proces koji pokreće Sunce predstavlja potencijalno beskonačnu zalihu takozvane čiste energije. Od polovine prošlog veka, naučnici širom sveta pokušavaju da iskoriste energiju nuklearne fuzije, a šanse za to danas su veće nego ikad ranije, objavio je Inverse.

Novi/stari pristup se oslanja na unapređenu tehniku sa kraja šezdesetih godina prošlog veka koja se zove inercijalna zatvorena fuzija. Ona funkcioniše tako što zapečati pelet vodoničnog goriva unutar male kapsule, tu kapsulu potom raznese laserima i pusti da talasi koji nastaju kao posledica zaljuljaju pelet u fuziju.

Čista energija nastaje kada se dva laka atomska jezgra upare i formiraju jedno teže jezgro. Ovaj proces je poznat, jer je to osnovna reakcija koja Suncu daje energiju, gde se atomi vodonika stapaju u helijum.

Ipak, da bi se u veštačkim uslovima stvorila ova vrsta energije, reaktori koji na Zemlji ovo rade moraju da postignu, a da se pritom ne raspadnu, temperaturu od 100 miliona Farenhajta što je skoro sedam puta toplije od Sunčevog jezgra.

Starinske tehnike – put do novog reaktora nuklearne fuzije

Naučnici obnavljaju dizajn reaktora iz pedesetih i šezdesetih godina u nadi da će uspeti da ih pokrenu u narednim decenijama. U decembru prošle godine, tim istraživača u Kaliforniji je ušao u istoriju tako što je uspeo da iskoristi više energije iz reaktora nego što je u njega uneo, što je u stvari ključni korak ka napajanju fuzijom umesto fosilnim gorivima. Ovo su postigli goreopisanom laserskom tehnikom.

Laboratorije osim toga, koriste i magnetna polja za stvaranje ovakvog tipa energije – prvi reaktori radili su po principu magnetnog zatvaranja tako što naučnici transformišu vrelu plazmu atoma vodonika u odgovarajući oblik. Taj proces se i danas koristi, a postoje različite vrste magnetnih reaktora – najčešće tzv. tokamak u obliku krofne po izumu sovjetskih naučnika koji osim magnetnog polja paralelno koristi i jaku električnu struju.

U Francuskoj su se okupili fizičari iz celog sveta koji rade na najvećem tokamak principu dosad – ITER magnetnom reaktoru. Ipak, neki od naučnika sumnjaju da će ovaj reaktori uspeti da odradi posao, ističe Inverse.

Tokamak ili alternativa u vidu stelaratora

Magnetni tokamak reaktori imaju još čudniju alternativu u vidu mašine koja se zove stelarator. On takođe radi po principu magnetnih polja, ali se prvenstveno oslanja na spoljne magnete kako bi ograničio plazmu i to bez upotrebe električne struje.

Stelarator se pojavio pre tokamak metode početkom pedesetih, ali nije uspeo da ostvari zamišljeno zato što magneti sami po sebi ne mogu sprečiti plazmu da udari u zidove i tako izgubi vrelinu potrebnu za održavanje snabdevanja energijom fuzije.

Osim toga, neki modeli stelaratora poput Modela C iz 1962. godine, imali su kompleksnu strukturu i bili ispred svog vremena. Njegovo magnetno polje nije bilo simetrično i samim tim matematički proračuni koji se staraju o njegovoj plazmi postali su suviše složeni da bi ih naučnici ručno radili. Ipak, osamdesetih godina pojavljuju se računari koji pomažu naučnicima u ovim proračunima. Tako, 1988. godine nastaje stelarator nove generacije Wendelstein 7-AS.

The Economist

Naučnici su u to vreme mislili da je dovoljno samo zagrejati plazmu ili jonizovani gas na oko 100 miliona stepeni Farenhajta i fuzija će se desiti. Ipak, to se nije desilo, barem ne uz pomoć tadašnje tehnologije.

Potom se pojavio tokamak metod, koji je uspeo da stvori mnogo više energije nego bilo koji dotadašnji stelarator, i naučnici su se od tada fokusirali na njega. Međutim, zbog količine električne struje koju oni koriste postoji rizik od katastrofalnog kolapsa mašine u vidu elektromagnetne oluje.

Kako prenosi Inverse, stelaratori nemaju takav rizik i u prednosti su pošto ne koriste električnu energiju i sada mogu lakše održavati vrelu plazmu tokom dužeg vremenskog perioda što je preduslov za stvaranje nuklearne fuzije. Ipak, i dalje nijedan stelarator nije postigao paljenje, što će se možda promeniti savremenom tehnologijom i mašinama veće veličine, kaže za Inverse naučnica Elizabet Paul. 

Razvitkom nove tehnologije, smanjenja rizika korišćenja ovakvog tipa reaktora i uz pomoć programera iz privatnog sektora, stelaratori su definitivno ponovo u centru pažnje.