Najprostszy sposób na fuzję? Lewitujący magnes uwięził plazmę w temperaturze miliona stopni

Wyobraźcie sobie półtonowy magnes, który w całkowitej ciszy unosi się w komorze próżniowej, otoczony świecącą chmurą gazu rozgrzanego do nieprawdopodobnych temperatur. Brzmi jak fragment dobrej powieści science-fiction, prawda? Tym razem to nie fantazja, ale realny eksperyment, który udało się przeprowadzić na drugim końcu świata.
...
fot. OpenStar Technologies

Nowozelandzki startup OpenStar Technologies pochwalił się wynikami, które mogą – choć bardzo ostrożnie trzeba to stwierdzić – nieco zmienić mapę badań nad energią przyszłości.

Prototyp Junior i udana demonstracja

Wszystko dzięki prototypowi o nazwie Junior, którego budowa pochłonęła 10 milionów dolarów. W stalowej komorze o średnicy 5 metrów inżynierowie umieścili nadprzewodzący magnes. Nie byłoby w tym nic niezwykłego, gdyby nie fakt, że urządzenie o wadze 500 kilogramów utrzymywało się w powietrzu bez żadnych mechanicznych podpór.

Co więcej, wytworzone przez nie pole magnetyczne okazało się na tyle silne, że udało się w nim uwięzić plazmę rozgrzaną do temperatury przekraczającej milion stopni Celsjusza. To znaczący postęp w porównaniu do testów z końca 2024 roku, kiedy to firma wciąż potrzebowała mechanicznych ramion do podtrzymania wewnętrznych elementów. Teraz magnes lewituje samodzielnie, co jest absolutnie kluczowe dla funkcjonowania całej koncepcji.

Lewitujący dipol kontra tokamak. Dwa zupełnie różne światy dążące do tego samego celu

Podejście OpenStar to zupełnie inna bajka niż to, co znamy z wielkich międzynarodowych projektów jak ITER. Tam królują tokamaki, w których plazmę utrzymują gigantyczne, zewnętrzne cewki. Nowozelandczycy stawiają na koncepcję lewitującego dipola. W dużym uproszczeniu polega ona na umieszczeniu pojedynczego, nadprzewodzącego magnesu bezpośrednio wewnątrz chmury plazmy, naśladując w ten sposób naturalne struktury magnetyczne, jakie obserwujemy wokół planet takich jak Jowisz.

Ta różnica w lokalizacji ma fundamentalne znaczenie praktyczne. W tradycyjnych reaktorach wszelkie fizyczne podpory, które mocują wewnętrzne komponenty, działają jak swoiste „mosty termiczne”. Odprowadzają energię z reakcji, utrudniając utrzymanie ekstremalnie wysokich temperatur. Pełna lewitacja po prostu eliminuje te podpory, odcinając jedną z głównych dróg ucieczki dla ciepła.

Kolejną potencjalną korzyścią jest większa stabilność samej plazmy. Wszelkie fizyczne struktury wewnątrz komory zaburzają pole magnetyczne, co może prowadzić do gwałtownych i niekontrolowanych wygaszeń reakcji. Unoszący się w próżni magnes teoretycznie usuwa to źródło problemów, potencjalnie umożliwiając dłuższe i bardziej przewidywalne utrzymanie warunków do fuzji.

Junior to dopiero początek bardzo trudnej ścieżki

Trzeba jednak od razu ostudzić ewentualny entuzjazm. OpenStar wyraźnie zaznacza, że Junior to wciąż tylko urządzenie badawcze, a nie prototyp elektrowni. Nie generuje on więcej energii, niż sam zużywa do działania. Prawdziwym osiągnięciem jest tu sama demonstracja stabilnej lewitacji w tak ekstremalnym środowisku. Firma twierdzi, że zgromadzone dane potwierdzają możliwość skalowania całego systemu do większych, bardziej wydajnych maszyn.

Jeżeli ta niestandardowa architektura okaże się faktycznie przewagi, mogłaby doprowadzić do budowy reaktorów o mniejszych gabarytach niż klasyczne tokamaki. Mniejsza skala oznaczałaby z kolei niższe koszty inwestycyjne i eksploatacyjne, co jest warunkiem sine qua non jakiejkolwiek przyszłej komercjalizacji. Integracja funkcjonalnego systemu lewitacji to ważny kamień milowy, który waliduje całą ścieżkę technologiczną.

Mimo to wyzwania przed zespołami na całym świecie pozostają kolosalne. Fuzja jądrowa od dekad jest tą „technologią za 30 lat”, która wciąż się odsuwa. Każde nowe, udane podejście, jak to zaproponowane przez nowozelandzki startup, jest niezwykle cenne, ale nie zmienia faktu, że do celu wciąż dzielą nas lata, jeśli nie dziesięciolecia, żmudnej pracy.

Nowozelandzki startup dołączył do globalnego wyścigu, proponując własne, alternatywne rozwiązanie. Czy lewitujący dipol okaże się przełomem, który przyspieszy komercjalizację fuzji? Odpowiedź na to pytanie przyniosą dopiero kolejne lata i próby skalowania technologii do rozmiarów, przy których generowanie nadwyżki energii stanie się realne.