Fúzní síla je horlivým snem vědců, environmentalistů a futuristů téměř století. V posledních několika desetiletích se vědci pokoušejí najít způsob, jak vytvořit udržitelné fúzní reakce, které by lidem poskytly čistou a hojnou energii, která by konečně narušila naši závislost na fosilních palivech a jiných nečistých metodách.
V posledních letech došlo k mnoha pozitivním krokům, které přibližují „éru fúze“ realitě. V poslední době vědci pracující s experimentálním pokročilým supravodivým tokamakem (EAST) - aka. „čínské umělé slunce“ - vytvořilo nový rekord superohříváním mraků vodíkové plazmy na více než 100 milionů stupňů - teplotu, která je šestkrát teplejší než samotné slunce!
Zatímco vědci dokážou roztavit atomy vodíku k výrobě energie, kámen úrazu vždy dosáhl toho, co je známé jako „bod zlomu“. To je místo, kde energie produkovaná soběstačnou fúzní reakcí se rovná energii potřebné k jejímu iniciaci. A přestože jsme dosud nedosáhli tohoto bodu, vědci se stále přibližují.
V současné době jsou dva nejoblíbenější způsoby výroby fúzní energie přístupem setrvačné vězení a reaktorem tokamak. V prvním případě jsou lasery používány k tavení pelet deuteria (H² nebo „těžkého vodíku“) za účelem vytvoření fúzní reakce. V posledně uvedeném případě proces zahrnuje uzavřenou komoru ve tvaru torusu, která využívá magnetická pole a vnitřní proud k omezení plazmy s vysokou energií.
Super-zahříváním této plazmy a udržováním její stability lze vytvořit samonosnou fúzní reakci. Zatímco jiné tokamakové reaktory spoléhají na magnetické cívky, aby udržely stabilní plazmatický torus, čínský reaktor EAST se spoléhá na magnetická pole vytvářená pohybující se plazmou, aby udržel torus pod kontrolou. Díky tomu je méně stabilní, ale fyzikům umožňuje zvyšovat hladiny tepla.
Po čtyřměsíční kampani byl vědecký tým EAST schopen integrovat čtyři typy topné energie, aby dosáhl nového teplotního záznamu. Mezi ně patřilo zahřívání nižších hybridních vln, zahřívání elektronovými cyklotronovými vlnami, iontová cyklotronová rezonance a zahřívání iontů neutrálními paprsky. Pomocí těchto kombinovaných metod byl optimalizován profil hustoty proudu plazmy.
Jakmile se vědeckému týmu podařilo optimalizovat spojení čtyř různých ohřívacích technik, dokázali vytvořit oblak nabitých částic, který obsahoval elektrony zahřáté na více než 100 milionů ° C. Rovněž překročili úroveň vstřikování energie 10 MegaWattů (MW) a zvýšili energii uloženou v plazmě na 300 kilojoules (kJ).
Není to poprvé, co vědci z CASHIPS uvedli, že dosáhli milníku fúzí. V roce 2016 tým oznámil, že produkoval plynný vodík, který byl třikrát teplejší než jádro Slunce (přibližně 50 milionů ° C; 90 milionů ° F), a byli schopni udržet tuto teplotu pro rekordní rekord 102 sekundy.
S tímto nejnovějším experimentem tým EAST nejen zdvojnásobil teplotu plazmového torusu (nastavil nový rekord), ale také dokázal vyřešit řadu problémů, které jsou zásadní pro dosažení operací v ustáleném stavu. Například vyřešili zadržení výfuků částic a energie, jejichž načasování musí být v pořádku, aby se udržela trvalá fúzní reakce.
Experiment také poskytl klíčová data pro validaci modelů odvádění tepla, transportu a současného pohonu, které budou klíčové pro realizaci několika významných fúzních projektů. Mezi ně patří mezinárodní termonukleární experimentální reaktor (ITER), čínský fúzní inženýrský testovací reaktor (CFETR) a elektrárna DEMOnstration Power Station (DEMO).
EAST, původně postavený v roce 2006, se stal plně otevřeným testovacím zařízením, které umožňuje globální vědecké komunitě provádět operace v ustáleném stavu a fyzikální výzkum. A vzhledem k tomu, že týmu EAST se opět podařilo vytvořit teplotní podmínky mnohem více než Slunce, přezdívka „Čínské umělé slunce“ se jeví jako protažení!
Věk čisté energie se přibližuje, a ne o chvilku příliš brzy!
