Podstawowa różnica między tokamakami i stellaratorami odnosi się do stabilizacji plazmy. W tych drugich taki proces postępuje bez przepuszczania przez nią prądu. Końcowym celem jest natomiast prowadzenie fuzji, w ramach której dwa lżejsze jądra łączą się w jedno cięższe. Towarzyszące temu zjawisku emisje energii są kluczową częścią i stanowią źródło zasilania gwiazd takich jak Słońce.
Czytaj też: Koniec z biurokracją przy OZE. Rząd wprowadza ważne ułatwienia
Wykorzystując wspomniany stellarator inżynierowie dokonali przełomu w syntezie jądrowej. Z opisu sytuacji autorstwa naukowców związanych z tym wydarzeniem wynika, że udało im się stworzyć jony helu-3 o wysokiej energii, które powstały przy użyciu jonowego rezonansu cyklotronowego. Przedstawiciele Instytutu Fizyki Plazmy Maxa Plancka w długofalowej perspektywie celują jednak w cząstki alfa, czyli jądra helu-4.
Dlaczego więc w ramach ostatnich eksperymentów postawili na lżejsze jony helu-3? Bo w obecnej formie W7-X jest zbyt mały. Jego konstrukcja została uproszczona, dlatego cząstki o niższej energii są dla niego bardziej przystępne. Cel jest jednak niezmienny: utrzymywanie ekstremalnych temperatur po to, by prowadzić ciągłą reakcję fuzji jądrowej. Dzięki temu plazma będzie utrzymywana w stanie pozwalającym na kontynuowanie produkcji energii.
Jony helu-3 posłużyły na potrzeby eksperymentów ze względu na uproszczoną budowę stellaratora Wendelstein 7-X. Docelowo naukowcy będą chcieli wykorzystywać cięższy hel-4
Kluczową rolę w prowadzonych eksperymentach odegrała metoda ICRH, którą członkowie zespołu badawczego porównują do pchania dziecka na huśtawce. Każde pchnięcie musi być dokładnie dostrojone do naturalnej częstotliwości huśtawki, czyli konieczny jest rezonans.
Tak właśnie działa ICRH, choć oczywiście na znacznie większą skalę. Wykorzystując fale o wysokiej częstotliwości, które trafiają do plazmy zawierającej wodór i hel-4 oraz dostrajając je do częstotliwości krążenia jąder helu-3 wokół linii pola magnetycznego (a także ich częstotliwości cyklotronowej), naukowcy zwiększyli skuteczność pochłaniania energii przez te cząstki.
Czytaj też: Naukowcy z Getyngi rozwiązali zagadkę wędrówki pierwiastków w Ziemi
Doszło więc do historycznego wyczynu, w ramach którego stellarator W7-X wytworzył jony helu-3 przy udziale metody ICRH. Co ciekawe, poza postępami dotyczącymi wytwarzania energii z fuzji jądrowej, wyciągnięte wnioski powinny mieć też przełożenie na rewolucję w badaniach nad zjawiskami zachodzącymi w gwiazdach, ze Słońcem na czele. Korzyści powinno być sporo, a najważniejszą byłoby zapewnienie ludzkości niezawodnego źródła energii.