Osiągnięto kluczowy cel w fuzyjnym eksperymencie ELISE

Fot. Adobe Stock
Fot. Adobe Stock

W ELISE - jednym z głównych eksperymentów prowadzonych w ramach prac nad reaktorem fuzyjnym ITER - osiągnięto kluczowy cel. Wiązki podgrzewające plazmę osiągnęły odpowiednią dla praktycznych celów gęstość.

Z efektami fuzji jądrowej mamy do czynienia na co dzień.

Jak przypominają naukowcy z Instytutu Fizyki Plazmy im. Maxa Plancka, reakcje tego typu zasilają gwiazdy, w tym Słońce. W takich procesach lekkie jądra atomowe łączą się w większe, wydzielając przy tym potężne ilości energii.

W międzynarodowym projekcie ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor – Międzynarodowy Eksperymentalny Reaktor Termonuklearny) na południu Francji powstaje tymczasem badawczy reaktor fuzyjny, który z pomocą podobnych reakcji ma produkować energię.

Fizycy chcą uzyskać moc 500 MW, czyli 10 razy więcej, niż będzie wymagało zasilanie reaktora. Energia będzie powstawała w plazmie podgrzanej do - uwaga – 150 mln stopni C. Mniej więcej połowa tej energii będzie pochodziła z rozpędzanych do dużych prędkości atomów wodoru (a konkretnie deuteru, zwanego ciężkim wodorem).

System ten działa w ten sposób, że najpierw wytwarzane są ujemne jony wodoru, które następnie się rozpędza w polu elektrycznym, a później z powrotem zamienia w neutralne elektrycznie atomy.

Dwie wiązki tego typu mają zapewnić 16,5 MW mocy każda.

W eksperymencie ELISE (Extraction from a Large Ion Source Experiment) testuje się właśnie tę technologię. Celem jest uzyskanie m.in. odpowiednio gęstej wiązki atomów i ciągłego działania.

Zbudowane urządzenie jest w przybliżeniu o połowę mniejszym odpowiednikiem systemu, które ma pracować w ITER.

W ELISE udało się pobić światowy rekord – dziesięciokrotnie (do 600 sekund) zwiększył się czas działania wiązki o dużej gęstości. Tym samym uzyskano parametry odpowiednie dla reaktora ITER.

Centralną częścią testowanego elementu jest źródło wodorowych jonów.

W ITER powstająca w tych źródłach wiązka będzie miała przekrój 1 na 2 metry, a w ELISE jest on o połowę mniejszy.

Wyjątkowo trudne zadanie polega na utrzymaniu jednorodności powstających wiązek w całym ich przekroju oraz ich stabilności w czasie – wyjaśniają naukowcy. Jednocześnie trzeba zadbać o to, aby jak najmniej wolnych elektronów uciekało z wiązek, ponieważ uszkadzają one urządzenie.

Przedstawione teraz wydłużenie czasu działania systemu było możliwe m.in. dzięki lepszej kontroli wspomnianych elektronów.

„Następnym krokiem będzie scenariusz, w którym wartości odpowiednie dla ITER będą osiągane szybko i niezawodnie” – powiedziała uczestnicząca w pracach dr Ursel Fantz.

Badacze zamierzają także uzyskać podobne parametry z użyciem ciężkiego wodoru, który ma być stosowany w ITER. Później czas działania wiązek chcą wydłużyć aż do godziny.

„Technicznie system ELISE jest gotowy do osiągnięcia tych celów” – podkreśliła prof. Fantz.

Więcej informacji na stronie eksperymentu. (PAP)

Marek Matacz

mat/ bar/

Fundacja PAP zezwala na bezpłatny przedruk artykułów z Serwisu Nauka w Polsce pod warunkiem mailowego poinformowania nas raz w miesiącu o fakcie korzystania z serwisu oraz podania źródła artykułu. W portalach i serwisach internetowych prosimy o zamieszczenie podlinkowanego adresu: Źródło: naukawpolsce.pl, a w czasopismach adnotacji: Źródło: Serwis Nauka w Polsce - naukawpolsce.pl. Powyższe zezwolenie nie dotyczy: informacji z kategorii "Świat" oraz wszelkich fotografii i materiałów wideo.

Czytaj także

  • Obraz wygenerowany przez AI, Adobe Stock

    ESOF/ Specjalistka: Nie możemy mówić o sztuce AI, gdyby za tą sztuką nie było człowieka

  • Adobe Stock

    Naukowcy z Opola i Krakowa zbadają elastyczność energetyczną budynków

Przed dodaniem komentarza prosimy o zapoznanie z Regulaminem forum serwisu Nauka w Polsce.

newsletter

Zapraszamy do zapisania się do naszego newslettera