Fuzja jądrowa zachodzi wewnątrz gwiazd i stanowi źródło energii wykorzystywanej przez obiekty takie jak Słońce. To wystarczająca rekomendacja przemawiająca za tym, by naśladować ten mechanizm na Ziemi. Oczywiście nie od razu Rzym zbudowano: postępy, choć regularne, nie doprowadziły jeszcze do opracowania strategii, która zapewniłaby łatwo dostępną i tanią metodę.
Czytaj też: Fizycy odwrócili splątanie kwantowe! To nigdy nie miało się wydarzyć
Istotny udział w dążeniu do przełomu mają niemieccy fizycy, którym niedawno udało się dokonać czegoś istotnego z udziałem stellaratora. Ten ostatni jest urządzeniem odgrywającym kluczową rolę w napędzaniu fuzji. Stanowi nieco mniej popularną alternatywę dla tokamaków i jest od niego bardziej rozbudowany. Za wielkimi możliwościami idą więc dodatkowe trudności.
Korzystając ze stellaratorów, naukowcy są w stanie podtrzymywać plazmę przy mniejszym zużyciu energii. Jej kontrolowanie jest zarazem łatwiejsze. Obie te kwestie wystarczają, by przekierować uwagę z tokamaków na stellaratory. Jeden z nich, znany jako Wendelstein 7-X, znajduje się w Niemczech i posłużył tamtejszym ekspertom do ustanowienia imponującego rekordu.
Rekord syntezy jądrowej, ustanowiony z wykorzystaniem stellaratora Wendelstein 7-X, przybliża ludzkość do realizacji scenariusza, w którym można wytwarzać energię tanim kosztem, z ogromną wydajnością i niemal zerowym wpływem na środowisko
Przedstawiciele Instytutu Fizyki Plazmy im. Maxa Plancka poinformowali o utrzymaniu stabilnej plazmy przez 43 sekundy. W takich okolicznościach mówimy o poziomie wystarczającym do przeprowadzenia fuzji jądrowej. Poza tym chodzi o najlepszy wynik w historii kiedykolwiek osiągnięty z wykorzystaniem stellaratora. Sukces tamtejszych badaczy jest więc sporego kalibru.
43 sekundy to w tym przypadku masa czasu, a sytuacja, do której doprowadzili inżynierowie, oznaczała możliwość osiągnięcia samowystarczalnego poziomu produkcji energii. W praktyce oznacza to dodatni bilans energetyczny netto, czyli wytwarzanie większych ilości energii niż zostały zużyte na potrzeby rozpoczęcia i utrzymania fuzji. Naukowcy wymieniają trzy czynniki przesądzające o sukcesie.
Czytaj też: Koniec chińskiej dominacji w fotowoltaice. Japońskie elastyczne panele mogą wszystko zmienić
Są to: gęstość zjonizowanych cząstek przepływających przez gorącą plazmę, temperatura łączących się jonów oraz czas potrzebny ciepłu na wydostanie się z plazmy, która nie jest ponownie ogrzewana. Zamiast ciężkich, radioaktywnych pierwiastków pokroju uranu – stosowanych w rozszczepieniu jądra atomowego – członkowie zespołu badawczego postawili na lżejsze, takie jak wodór czy deuter. Dzięki temu produktem ubocznym całego procesu nie są szkodliwe dla środowiska odpady.
Plazmę podgrzewano przez 43 sekundy, a w międzyczasie do stellaratora było wprowadzane paliwo w postaci zamrożonych jonów wodoru. Wygenerowane temperatury sięgały 30 milionów stopni Celsjusza, a uzyskany rezultat – jak podkreślają autorzy nowego sukcesu – ukazuje faktyczny potencjał stellaratora Wendelstein 7-X. Komercjalizacja tej technologii będzie wymagała jeszcze sporo czasu, ale jedno jest pewne: ludzkość jeszcze nigdy nie była tak blisko wytwarzania energii w taki sam sposób, jak robią to gwiazdy. W razie realizacji tego scenariusza moglibyśmy na dobre pożegnać paliwa kopalne.