Record istoric în fuziunea nucleară: cercetătorii germani fac un pas important spre energia curată aproape nelimitată

Stellaratorul Wendelstein 7-X, de la Institutul Max Planck pentru Fizica Plasmei (IPP) din Greifswald, Germania, a doborât recent recordurile anterioare în fuziunea nucleară, stabilind un nou reper pentru performanțele reactoarelor. Această realizare aduce energia curată și aproape nelimitată mai aproape de a deveni o realitate comercială.

Promisiunile noilor descoperiri

Fuziunea nucleară reprezintă o promisiune tentantă de energie curată și inepuizabilă. Prin ciocnirea izotopilor hidrogenului la temperaturi extrem de ridicate, plasma superîncălzită formată din electroni și ioni se combină pentru a forma atomi mai grei, eliberând o cantitate uriașă de energie. Deși această reacție este auto-susținută în condițiile extraordinare de temperatură și presiune din stele, replicarea acestor condiții pe Pământ este o provocare tehnică majoră. În prezent, conceptele de reactoare consumă mai multă energie decât produc, scrie Live Science.

Stellaratorii – o soluție promițătoare

Stellaratorii sunt unul dintre cele mai promițătoare tipuri de reactoare, numele lor reflectând imitația reacțiilor solare. Aceștia utilizează magneți externi puternici pentru a controla plasma de înaltă energie într-o cameră vidată în formă de inel, menținând o presiune stabilă și ridicată. Spre deosebire de reactoarele tokamak, care generează câmpul magnetic prin trecerea unui curent electric prin plasmă, stellaratorii folosesc magneți externi pentru o stabilizare mai eficientă a plasmei, o caracteristică esențială pentru viitoarele centrale comerciale.

Criza petrolului schimbă rutina zilnică: munca de acasă, soluția propusă la nivel global

22:03

România, dependentă de mașinile second-hand din Uniunea Europeană. Riscurile cresc odată cu importurile masive

21:04

Performanțe superioare față de reactoarele tokamak

În experimentele recente, stellaratorul W7-X a depășit performanțele anterioare stabilite de reactoarele tokamak dezafectate JT60U din Japonia și JET din Marea Britanie, în special în ceea ce privește durata de menținere a plasmei. Echipa internațională a anunțat atingerea unui nou record pentru „produsul triplu” – un indicator esențial pentru succesul generatoarelor de energie prin fuziune. Acest produs combină densitatea particulelor din plasmă, temperatura necesară pentru fuziune și timpul de confinare a energiei termice. Depășirea unui prag minim, cunoscut sub numele de criteriul Lawson, indică faptul că reacția produce mai multă energie decât consumă, devenind astfel auto-susținută.

Thomas Klinger, șeful operațiunilor la Wendelstein 7-X și responsabil cu dinamica stellaratorului la IPP, a declarat:

„Noul record reprezintă o realizare extraordinară a echipei internaționale. Ridicarea produsului triplu la niveluri comparabile cu cele ale tokamakurilor în timpul impulsurilor lungi de plasmă marchează un nou pas important spre un stellarator capabil să funcționeze ca o centrală electrică.”

Inovații tehnologice cheie

Succesul acestei realizări se datorează dezvoltării unui injector de pelete de combustibil care combină realimentarea continuă a reactorului cu încălzirea pulsată pentru a menține temperatura necesară a plasmei. Pe durata a 43 de secunde, au fost injectate în plasmă 90 de pelete înghețate de hidrogen, cu o viteză de până la 800 de metri pe secundă, aproximativ viteza unui glonț. Impulsurile preprogramate de microunde au încălzit plasma, care a atins o temperatură maximă de 30 de milioane de grade Celsius, iar coordonarea dintre aceste impulsuri și injecția de pelete a prelungit semnificativ stabilitatea plasmei.

Recorduri de energie și performanță

Aceeași campanie experimentală a crescut și cantitatea totală de energie generată la 1,8 gigajouli în timpul unei rulări de șase minute, depășind precedentul record de 1,3 gigajouli stabilit în februarie 2023. Energia totală produsă este un indicator al puterii de încălzire și duratei plasmei, reflectând capacitatea reactorului de a menține plasma de înaltă energie – un parametru crucial pentru funcționarea viitoarelor centrale electrice. Această valoare depășește chiar și recordul stabilit anul acesta de reactorul Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST) din China, demonstrând potențialul stellaratorilor.

Robert Wolf, șeful departamentului de încălzire și optimizare a stellaratorului la IPP, a subliniat:

„Recordurile acestei campanii experimentale sunt mult mai mult decât simple cifre. Ele reprezintă un pas semnificativ înainte în validarea conceptului de stellarator – realizat printr-o colaborare internațională remarcabilă.”