Čína v riadenej jadrovej fúzii odpovedá. Tokamak prekonal stelarátor

Štvrťsekundový interval udržania vodíkovej plazmy o teplote 80 miliónov stupňov je síce úspech, ale vedci z čínskych Inštitútov fyzikálnych vied Hefei pri Čínskej akadémii vied predviedli onakvejší kúsok. Pomocou „experimentálneho pokročilého supravodivého tokamaku“ (Experimental Advanced Superconducting Tokamak, EAST) udržali plazmu počas 102 sekúnd. Teplota plazmy pritom dosiahla 50 miliónov stupňov Kelvina, čo je takmer trojnásobok teploty slnečného jadra, kde prebieha jadrová syntéza.

Tak je tomu aj v jadrách iných hviezd. Tamojšie pomery sú však iné, než pri experimentoch „v malom“. Ak chceme dosiahnuť jadrovú syntézu na Zemi, potrebujeme udržať plazmu ešte o vyššej teplote. Vedci odhadujú, že bude potrebné dosiahnuť viac ako 100 miliónov, možno až 150 miliónov Kelvinov.

Číňania majú ambíciu pomocou tokamaku EAST udržať plazmu o teplote 100 miliónov K počas viac ako 1000 sekúnd (cca 17 minút). Na fúziu to pravdepodobne stále nebude stačiť.

Vyššiu teplotu plazmy (80 mil. K) zatiaľ dosiahol Wendelstein 7-X, aj keď len na krátky čas. Nemeckí vedci však majú v nasledujúcich štyroch rokoch v pláne rad vylepšení, vrátane povrchových úprav vnútorných stien reaktora. Cieľom je udržanie horúcej plazmy v magnetickom poli počas 30 minút.

Štruktúra poľa a pulzovanie plazmy v tokamakoch a stelarátoroch sa líši, ale experimenty ako EAST a Wendelstein 7-X približujú časy, keď reálne zvládneme riadenú jadrovú syntézu. Premena jadier vodíka na hélium sa môže stať pre budúce generácie hlavným zdrojom čistej energie. Výskum nemeckých, čínskych, aj ďalších vedcov prináša veľký pokrok vo fyzike jadrovej syntézy.

Ďalším krokom je však ITER (Medzinárodný termonukleárny experimentálny reaktor). Najväčší tokamak na svete vzniká v spolupráci vedcov (a financií) z mnohých krajín poblíž francúzskeho mesta Cadarache. Celkový rozpočet projektu je 10 mld. €, z ktorých polovicu hradí EU a druhú polovicu zúčastnené krajiny USA, Rusko, Čína, Japonsko, Južná Kórea a India. Výstavba reaktora prebieha od roku 2007, prvú plazmu o teplote 150 miliónov K by mal vytvoriť v roku 2020 a spustenie na plný výkon 500 MW je plánované na rok 2027.

Zdroj: Techbox, Hefei Institutes of Physical Science