O piatră de hotar crucială în cercetarea fuziunii
Ce tocmai sa întâmplat? Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST) din China, supranumit Soarele artificial, și-a doborât propriul record mondial de izolare a plasmei. Luni, EAST a menținut o plasmă de închidere în stare de echilibru timp de 1.066 de secunde, dublându-și recordul anterior de 403 secunde stabilit în 2023.
Descoperirea Institutului de Fizica Plasmei (ASIPP) de la Institutul de Științe Fizice Hefei reprezintă un pas semnificativ înainte în căutarea generării de energie prin fuziune. Capacitatea de a susține plasma timp de peste 1.000 de secunde este considerată o piatră de hotar crucială în cercetarea fuziunii, aducând oamenii de știință mai aproape de obiectivul de a reproduce procesele de fuziune nucleară ale soarelui pentru producerea de energie curată și nelimitată.
De mai bine de șapte decenii, oamenii de știință din întreaga lume au încercat să valorifice puterea energiei de fuziune, confruntându-se cu numeroase provocări pe parcurs. Printre acestea, cheia a fost nevoia de a gestiona căldura extremă, cercetătorii străduindu-se să atingă și să mențină temperaturi care depășesc 100 de milioane de grade Celsius. Oamenii de știință s-au confruntat, de asemenea, cu stabilitatea operațională, lucrând pentru a limita plasma pentru perioade îndelungate. Procesul de fuziune în sine necesită un control rafinat, necesitând dezvoltarea unor sisteme sofisticate pentru a regla dansul complicat al nucleelor atomice. Poate că cea mai importantă dintre toate este urmărirea eficienței energetice, deoarece cercetătorii se străduiesc să creeze o reacție de fuziune care să producă mai multă energie decât consumă.
În timp ce piatra de hotar a lui EAST nu abordează toate aceste provocări, cursa record demonstrează progrese semnificative în limitarea plasmei pentru perioade îndelungate. „Un dispozitiv de fuziune trebuie să obțină o funcționare stabilă la eficiență ridicată timp de mii de secunde pentru a permite circulația autonomă a plasmei, care este esențială pentru generarea continuă de energie a viitoarelor centrale de fuziune”, a explicat Song Yuntao, director ASIPP și vicepreședinte al HFIPS. , adăugând că înregistrarea recentă marchează un pas critic către realizarea unui reactor de fuziune funcțional.
EAST, care a început să funcționeze în 2006, este primul tokamak care conține o plasmă de deuteriu folosind magneți toroidali și poloidali supraconductori de niobiu-titan. Tokamak-ul menține plasma în „modul H” sau regimul de confinare înaltă, o stare folosită de tokamak-urile moderne care are ca rezultat o îmbunătățire bruscă a confinării plasmei cu un factor de doi. Această realizare este deosebit de semnificativă pentru dezvoltarea viitoarelor reactoare de fuziune, inclusiv Reactorul Termonuclear Experimental Internațional (ITER) aflat în prezent în construcție în Franța.
De când s-a alăturat programului ITER în 2006 ca al șaptelea membru al său, China a fost responsabilă pentru aproximativ 9% din construcția și funcționarea proiectului, ASIPP fiind principala instituție pentru misiunea chineză.
Gong Xianzu, șeful diviziei de fizică și operațiuni experimentale EAST, a declarat că EAST a făcut mai multe îmbunătățiri care au contribuit la acest succes, inclusiv noi instrumente de diagnosticare cu plasmă. Sistemul de încălzire, care inițial consuma energie echivalentă cu aproape 70.000 de cuptoare cu microunde de uz casnic, și-a dublat acum puterea de ieșire, păstrând în același timp stabilitatea și continuitatea operaționale.
Acum, o nouă generație de facilități experimentale de cercetare a fuziunii este în construcție în Hefei, în provincia Anhui, unde se află reactorul EAST. Ei își vor continua munca de accelerare a dezvoltării și aplicării practice a tehnologiei energiei de fuziune.