Rekordowe ciśnienie plazmy porównywalne z wnętrzem Ziemi
Najnowsze osiągnięcie firmy to ciśnienie plazmy na poziomie 1,6 gigapaskala, które stanowi rekord dla stosowanej przez nich metody. Dla zobrazowania skali: jest to około dziesięć tysięcy razy więcej niż ciśnienie atmosferyczne na poziomie morza i dziesięciokrotnie przewyższa wartość panującą na dnie Rowu Mariańskiego. Warunki te odpowiadają tym występującym głęboko pod powierzchnią naszej planety. Równocześnie temperatura plazmy przekroczyła 11,7 miliona stopni Celsjusza. Te ekstremalne warunki utrzymywały się przez mikrosekundę, czyli czas wystarczający do przeprowadzenia precyzyjnych pomiarów metodą optycznego rozpraszania Thomsona, uznawaną za najwyższej klasy narzędzie diagnostyczne w fizyce plazmy.
Innowacja, która umożliwiła ten postęp, wydaje się zaskakująco prosta. Chodzi o dodanie trzeciej elektrody. Ta pozornie niewielka modyfikacja pozwoliła na niezależne sterowanie procesami przyspieszania i kompresji plazmy, co wcześniej stanowiło poważne ograniczenie.
Zdolność do niezależnego kontrolowania przyspieszenia i kompresji plazmy daje nam nowe pokrętło do dostrajania fizyki i zwiększania gęstości plazmy – tłumaczy Colin Adams z Zap Energy
Poprzednie układy z dwiema elektrodami radziły sobie z ogrzewaniem, ale nie osiągały teoretycznie przewidywanej kompresji. Trzecia elektroda rozwiązuje ten problem, umożliwiając wysyłanie dwóch niezależnych impulsów mocy.
Wyzwania na drodze do praktycznego wykorzystania
Mimo imponujących wyników, trzeba jeszcze uporać się z pewnymi problemami, zanim inżynierowie będą mogli ogłosić pełen sukces. Aby reakcja fuzji generowała więcej energii niż zużywa, musi zostać spełniony warunek tzw. iloczynu potrójnego, czyli kombinacji gęstości, temperatury i czasu uwięzienia plazmy prowadzącej do współczynnika Q większego niż 1. Według obliczeń samej firmy, ciśnienie plazmy musi wzrosnąć jeszcze co najmniej dziesięciokrotnie, by osiągnąć próg rentowności. Dotychczas tylko jeden inny eksperyment fuzyjny na świecie przekroczył tę granicę. Zespół zachowuje jednak optymizm. FuZE-3 dopiero rozpoczął pracę, a już generuje wiele wysokiej jakości prób o dobrej powtarzalności.
Czytaj też: Nowa rzeczywistość magazynowania energii. Baterie sodowe w fantastycznym wydaniu
Dopiero zaczynamy z FuZE-3. Zostało zbudowane i oddane do użytku niedawno, generujemy wiele wysokiej jakości strzałów z dużą powtarzalnością, i mamy dużo swobody, aby kontynuować szybki postęp w wydajności fuzji – dodaje Ben Levitt z Zap Energy
Firma planuje dalsze eksperymenty i uruchomienie kolejnej generacji urządzenia jeszcze tej zimy. Kompaktowa konstrukcja systemu Zap Energy oferuje potencjalną przewagę nad masywnymi instalacjami, umożliwiając osiąganie porównywalnych wyników przy ułamku kosztów i rozmiarów. Zap Energy uczestniczy w globalnym wyścigu startupów fuzyjnych, które deklarują możliwość dostarczania energii elektrycznej do sieci na początku lat 30. obecnego wieku. Osiągnięcie rekordowych parametrów w stosunkowo małym systemie może stanowić ich atut w tej rywalizacji. Sukces FuZE-3 jest wynikiem połączenia przewidywań teoretycznych, modelowania komputerowego oraz szybkiego projektowania i testowania – podejścia, które może przyspieszyć rozwój całej branży.