Kinesko veštačko sunce generisalo magnetno polje, otvarajući pravi put za fuziju

Kina se pridružila potrazi za ogromnim, međunarodno kooperativnim nuklearnim fuzionim reaktorom 2023. godine. Sada su postigli prekretnicu generisanjem magnetnog polja po prvi put—a polje koje je potpuno novo u svom dizajnu. Reaktor “veštačko sunce“, Huanliu-3 (HL-3), je tokamak kojim upravlja 17 laboratorija i objekata širom sveta. Ali dugo očekivana potraga za stvaranjem energije pomoću ovih ogromnih reaktora i dalje ima pred sobom deceniju ili više razvoja, sa mnogo dezinformacija u igri.

Dok HL-3 stavlja Kinu među vodeće u istraživanju nuklearne fuzije, ovaj reaktor nije najveći (daleko od toga), a ova prekretnica je samo deo njegovog vlastitog vremenskog okvira. Ovaj reaktor nije blizu u nameri da radi konstantno ili proizvodi energiju koja bi se mogla uporediti sa ogromnim količinama energije koje on i drugi slični reaktori—poznati kao tokamaci—zahtevaju za svoj rad. Ali HL-3, kao mnogi globalni tokamaci, smatra se probnom tehnologijom za koje će nacije poput Kine ponuditi rešenja i tehnologije za trenutno vodeći ITER projekat u Francuskoj. U tom smislu, svaki nacionalni razvoj mogao bi napraviti razliku u budućnosti.

Tokamak je kontejner u obliku krofne (torusni, u naučnoj terminologiji) koji drži tok superzagrejane magnetne plazme i ojačan je ogromnim magnetima i superhlađenim omotačem. Plazma—kohezivni “oblak” atoma pod uslovima koji vladaju na pravim zvezdama —omogućava iste one reakcije koje napajaju stvarne zvezde. Jezgra atoma se spajaju i oslobađaju ogromnu količinu energije… u teoriji. Znamo da se to dešava u zvezdama, ali nikada nismo videli da se to dešava na isti nekontrolisani, samoodrživi način unutar hiljadutonskog komada mašinerije na Zemlji.

Desetine aktivnih tokamak eksperimenata širom sveta dele ideje, naučnike i još mnogo toga

Šta znači za svetsku klasu “veštačkog sunca” tokamak reaktora poput HL-3 da uspostavi sopstveni, novi dizajn magnetnog polja? Pa, to je ogromna prekretnica u oblasti istraživanja tokamaka, jer magnetno polje zapravo sadrži superzagrejanu, fuzionu plazmu. Pošto plazma doseže milion stepeni, ne može doći u kontakt ni sa jednim drugim materijalom, jer će se odmah ohladiti van energetskog opsega i oštetiti ili uništiti deo koji dodiruje. Kao takvo, uspešno magnetno polje je jedina stvar koja će ikada omogućiti tokamaku da sadrži plazmu i drži je dovoljno vrućom za stvaranje neto energije.

PopularMechanics

Postoji niz strukturnih problema sa načinom na koji današnji tokamaci grade svoja magnetna polja. Izuzetno veliki elektromagneti korišćeni u ovim mašinama su ključni za dizajn tokamaka (ITER je 2021. godine dobio najmoćniji magnet ikada napravljen), i oni su stalno u razvoju. Ali svi oni stvaraju vruće tačke koje ometaju plazmu poput ostrva u toku—bilo zato što su diskretno instalirani na intervalima oko omotača tokamaka, ili jednostavno zato što su napravljeni (od strane ljudi) od prirodnih materijala koje imamo na Zemlji.

U kosmosu, zvezde nisu ograničene, tako da se ovo nikada ne pojavljuje. Ali u generatoru, to je još jedna prepreka koju treba prevazići.

Sve ovo znači da nova konfiguracija magnetnog polja može biti ogroman iskorak napred, posebno za HL-3, koji se smatra tehnologijom za ITER. Kineski mediji izveštavaju da je Kina potpisala ugovor za izgradnju modula vakumske komore za ITER. Vakumska komora je ključna za ciljeve ITER-a, jer pomaže da eksperiment bude bezbedan za izvođenje—da sadrži reakciju nalik proavojzvezdi i to u uslovima koji vladaju uz samu obalu Francuske.

Ovaj tokamak, kao i mnogi drugi, doprinosi Međunarodnom termonuklearnom eksperimentalnom reaktoru

Jezik i državna medijska kontrola otežavaju ispitivanje kineskih projekata poput HL-3, i nema mnogo smislenih poređenja između desetina aktivnih projekata širom sveta. Kina ima još jedan aktivni nuklearni fuzioni reaktor u međunarodnom fokusu (Eksperimentalni napredni supravodljivi tokamak, ili EAST), koji je razvijan u Hefei institutima za fizičke nauke u Kini još od 2000-ih.

HL-3, međutim, potiče iz institucije Southwest Institute of Physics u Čengduu, 900 milja zapadno na rubu ogromne teritorije zapadne Kine. Taj program datira decenijama unazad, i oba su postepeno postajala sve moćnija tokom decenija velikih nadogradnji i rekonstrukcija. HL-3 unapređuje prethodni dizajn i verovatno će dobiti veću mašinu sa većom ukupnom količinom snage.

Još uvek nismo dostigli prag gde nuklearni fuzioni reaktor proizvodi više energije nego što troši, i iskreno, nije jasno da li ćemo to definitivno postići. Ali svaki korak napred u dokazanoj tokamak tehnologiji približava mogućnost nuklearne fuzione energije stvarnosti. A kada smo toliko daleko, svaki pa i najmanji korak je itekako važan, prenosi Popular Mechanics.