"Veštačko Sunce" pomerilo granice fizike: Kineski proboj u fuziji

Ovo dostignuće, objavljeno u časopisu Science Advances, predstavlja važan korak napred u globalnim naporima za razvoj gotovo neograničenog izvora čiste energije.U Eksperimentalnom naprednom superprovodljivom tokamaku (EAST), naučnici su uspeli da održe plazmu &ndash; visokoenergetsko četvrto agregatno stanje materije &ndash; stabilnom pri izuzetno visokim gustinama, &scaron;to se do sada smatralo jednom od najvećih prepreka u razvoju nuklearne fuzije, navodi se u saop&scaron;tenju Kineske akademije nauka.&quot;Ova otkrića ukazuju na praktičan i skalabilan put za pomeranje granica gustine u fuzionim uređajima sledeće generacije sa gorućom plazmom&quot;, izjavio je koautor studije Ping Džu (Ping Zhu), profesor na Univerzitetu nauke i tehnologije Kine.EPA/ALEX PLAVEVSKIPotencijal i izazovi fuzione energijeNuklearna fuzija nudi potencijal za proizvodnju energije bez značajnog nuklearnog otpada i bez emisija gasova staklene ba&scaron;te koje nastaju sagorevanjem fosilnih goriva. Iako bi ovo otkriće moglo ubrzati razvoj ovog izvora energije, tehnologija je i dalje u velikoj meri eksperimentalna.Fuzioni reaktori razvijaju se vi&scaron;e od 70 godina i uglavnom tro&scaron;e vi&scaron;e energije nego &scaron;to proizvedu. Zbog toga je malo verovatno da će fuzija predstavljati re&scaron;enje za aktuelnu klimatsku krizu, ali bi mogla postati ključni izvor energije u budućnosti.Fuzioni reaktori funkcioni&scaron;u spajanjem dva laka atoma u jedan teži, pri čemu se oslobađa energija, slično procesima koji se odvijaju na Suncu. Po&scaron;to je pritisak u zemaljskim reaktorima znatno niži nego na Suncu, naučnici to nadoknađuju zagrevanjem plazme na temperature znatno vi&scaron;e od Sunčevih.Prevazilaženje Grinvoldove graniceKineski EAST je tokamak &ndash; reaktor sa magnetnim zadržavanjem, dizajniran da održava goruću plazmu u komori oblika prstena pomoću snažnih magnetnih polja. Jedna od ključnih prepreka u istraživanju fuzije je takozvana Grinvoldova granica (Greenwaldov limit) &ndash; oko 100 milijardi milijardi čestica po kubnom metru &ndash; iznad koje plazma obično postaje nestabilna.Iako veće gustine plazme omogućavaju vi&scaron;e sudara atoma i smanjuju energetski tro&scaron;ak reakcije, nestabilnost prekida fuzioni proces.Kako bi prevazi&scaron;li ovaj problem, naučnici na EAST-u kontrolisali su interakciju plazme sa zidovima reaktora upravljanjem početnog pritiska gorivnog gasa i zagrevanjem putem elektronske ciklotronske rezonancije. Na taj način uspeli su da održe plazmu stabilnom pri gustinama 1,3 do 1,65 puta većim od Grinvoldove granice, &scaron;to je znatno iznad uobičajenog radnog opsega tokamaka.Globalni kontekst i budućnostOvo nije prvi put da je Grinvoldova granica prema&scaron;ena. Slične rezultate postigao je američki tokamak DIII-D 2022. godine, a 2024. istraživači sa Univerziteta Viskonsin&ndash;Medison (University of Wisconsin&ndash;Madison) objavili su da su održali stabilnu plazmu pri gustini oko deset puta većoj od Grinvoldove granice.Međutim, dostignuće na EAST-u omogućilo je naučnicima da po prvi put zagreju plazmu do stanja poznatog kao &quot;režim bez granice gustine&quot;, u kojem plazma ostaje stabilna i pri daljem povećanju gustine.Napredak ostvaren na reaktoru EAST, kao i u Sjedinjenim Američkim Državama, biće iskori&scaron;ćen u razvoju novih reaktora, uključujući Međunarodni termonuklearni eksperimentalni reaktor (ITER) u Francuskoj.ITER je projekat saradnje vi&scaron;e desetina zemalja, uključujući Kinu i SAD, sa ciljem izgradnje najvećeg tokamaka na svetu. Očekuje se da ITER započne fuzione reakcije punog obima 2039. godine, &scaron;to bi moglo otvoriti put ka komercijalnim fuzionim elektranama

"Veštačko Sunce" pomerilo granice fizike: Kineski proboj u fuziji

0 Komentari