Tym ciekawszy wydaje się najnowszy eksperyment przeprowadzony w Chinach. Naukowcy pracujący przy tokamaku EAST donoszą o osiągnięciu, które przez lata uchodziło za niemal niemożliwe. Udało im się nie tylko przekroczyć uznawany za nieprzekraczalny empiryczny limit gęstości plazmy, ale zrobić to w sposób stabilny. O ile wcześniejsze próby kończyły się zwykle spektakularną porażką, teraz sytuacja wygląda inaczej.
Kluczowa rola gęstości plazmy w syntezie jądrowej
Aby zrozumieć wagę tego osiągnięcia, trzeba najpierw pojąć, dlaczego gęstość jest tak ważna. Reakcja syntezy wymaga ekstremalnych warunków – plazma, czyli rozgrzany do niewyobrażalnych temperatur gaz jonów i elektronów, musi być nie tylko gorąca, ale i odpowiednio gęsta. Moc generowana w takim reaktorze rośnie proporcjonalnie do kwadratu gęstości. W praktyce oznacza to, że podwojenie ilości cząstek paliwa w danej przestrzeni daje czterokrotny wzrost energii. Nic dziwnego, że naukowcy tak usilnie próbowali zwiększać ten parametr.
Czytaj także: 1000 sekund. Chiński reaktor fuzyjny właśnie pobił rekord
Przez lata istniał jednak pewien graniczny pułap, po którego przekroczeniu plazma stawała się niestabilna i reakcja się załamywała. Próby przekroczenia tego limitu przypominały balansowanie na krawędzi – każde dodatkowe zwiększenie gęstości groziło natychmiastowym zniszczeniem całej, delikatnej struktury plazmowej. To właśnie tę barierę wydawało się pokonać chińskim badaczom.
Praktyczne potwierdzenie teorii
Sukces nie wziął się znikąd. Podstawę stanowiła teoria samoorganizacji plazma-ściana, opracowana przez zespół francuskich naukowców pod kierunkiem D.F. Escande’a. Przewidywała ona istnienie szczególnego reżimu pracy, w którym tradycyjne ograniczenia dotyczące gęstości przestają obowiązywać. Chińczycy postanowili sprawdzić tę koncepcję w praktyce. Jak wynika z publikacji, klucz do sukcesu leżał w niezwykle precyzyjnej kontroli warunków początkowych, połączonej ze specyficznym sposobem ogrzewania plazmy. Stabilne działanie przy gęstościach znacznie przekraczających konwencjonalne limity to pierwszy eksperymentalny dowód na to, że taki stan w ogóle da się osiągnąć.
W praktyce zastosowane metody znacznie ograniczyły niekorzystne interakcje między plazmą a ścianami komory reaktora. Dzięki temu spadło zanieczyszczenie plazmy i zmniejszyły się straty energii, co ostatecznie umożliwiło utrzymanie wysokiej gęstości bez utraty stabilności. To solidne osiągnięcie inżynieryjne, a nie tylko teoretyczny wywód.
Perspektywy dla energetyki fuzyjnej
Co to oznacza dla marzenia o czystej energii? Przede wszystkim otwiera nową, praktyczną ścieżkę rozwoju dla tokamaków nowej generacji. Jeśli uda się powtórzyć ten sukces w warunkach jeszcze bardziej zbliżonych do tych, które będą panowały w przyszłych reaktorach, może to realnie przyspieszyć prace nad urzeczywistnieniem tej światłej wizji. Chińscy naukowcy już planują kolejne eksperymenty na EAST, tym razem skupiając się na plazmie o wysokiej wydajności.
Czytaj także: Chiński “miecz plazmowy” już działa. SWORD toruje drogę do energii przyszłości
Synteza jądrowa ma niezaprzeczalne zalety – nie produkuje długożyciowych odpadów jak elektrownie atomowe, a jej paliwo jest szeroko dostępne. Przełamanie bariery gęstości to istotny kamień milowy, ale wciąż tylko jeden z wielu. Droga od laboratorium do komercyjnej elektrowni, która produkuje więcej energii, niż sama zużywa, pozostaje wciąż długa. Ten eksperyment nie rozwiązuje wszystkich problemów, ale zdecydowanie przesuwa granicę tego, co uważaliśmy za możliwe.