Tiedeyhteisö on vuosikymmeniä haaveillut ydinfuusion saavuttamisesta. Prosessi, josta voi tulla puhdas ja käytännöllisesti katsoen ääretön energianlähde, jos se saavutetaan. Laboratoriot ympäri maailmaa ovat vuosien saatossa työskennelleet ymmärtääkseen tämän ilmiön toimintaa ja ennen kaikkea kuinka se toteutetaan energiatarpeiden ratkaisemiseksi.
Tutkijat väittävät, että olemme hyvin läheisiä syttymisrajaan asti . Eli siitä hetkestä, jolloin tuotettu energia ylittää reaktion aiheuttaneen energian. Kuten muinakin yhteyksissä, insinöörit ja tiedemiehet saavat inspiraationsa luonnon mekanismeista, jotka tarjoavat ratkaisuja ihmisten tarpeisiin. Tarkemmin sanottuna ydinfuusioreaktori jäljittelee ilmiöitä, joita esiintyy tähtien ytimessä.
Matkii tähtien luonnollista fuusiota
Insinöörit ja tutkijat, jotka työskentelevät kokeellisten ydinfuusioreaktorien suunnittelussa ja rakentamisessa, yrittävät matkia mitä tapahtuu tähtien sisällä saadakseen suuren määrän energiaa.
Esimerkiksi EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak) -projekti Kiinan kehittämä ja "keinotekoisena aurinkona" tunnetun teknologian tavoitteena on tuottaa lähes rajattomasti puhdasta energiaa. "Äskettäinen operaatio luo vankan tieteellisen ja kokeellisen perustan fuusioreaktorin toiminnalle" Gong Xianzu, Kiinan tiedeakatemian plasmafysiikan instituutin tutkija, joka johti viimeisintä koetta, kertoi Xinhualle.
Keinotekoinen aurinko, joka on viisinkertaistanut Auringon lämpötilan yli 17 minuutin ajan ja saavuttanut 70 miljoonan celsiusasteen lämpötilan. Prosessi, joka ei vaadi fossiilisia polttoaineita eikä jätä jäämiä.
JET-reaktori
Mutta se ei ole ainoa tieteellinen koe, joka jäljittelee tapaa, jolla aurinko ruokkii itseään. Isossa-Britanniassa sijaitseva Joint European Torus (JET) -reaktori avasi hiljattain oven puhtaaseen ja lähes rajattomasti energiaan tuottamalla 59 megajoulea energiaa 5 sekunnin ydinfuusiopurskeen aikana. Luku, joka tarkoittaa laitoksen vuonna 21.7 asettaman aiemman 1997 megajoulen ennätyksen kaksinkertaistamista.
Tähtien voimanlähteenä toimiva prosessi kokoaa yhteen vetyatomeja, joiden lämpötiloissa on kymmenen kertaa korkeampi kuin Auringon, jotka sitten sitoutuvat yhteen vapauttaen suuren määrän energiaa. "Olemme osoittaneet, että voimme luoda minitähden koneemme sisään ja pitää sitä siellä viisi sekuntia ja saavuttaa korkean suorituskyvyn, mikä todella vie meidät uuteen maailmaan." selitti tri Joe Milnes, JET Reactor Laboratory Operations Manager. .
Yksi ydinfuusion suurimmista eduista on, että se ei vaadi runsaasti polttoaineita ja sen tuottamat jätemäärät ovat pieniä , lyhytikäinen radioaktiivinen jäte . Lisäksi se ei tuota kasvihuonekaasuja.
JET-reaktori
laserohjattu ydinfuusio
Monet pitävät ydinfuusion lupauksia vastaus energiakriisiin käymme läpi juuri nyt. Vaikka jotkut ihmiset ovat jo siirtyneet aurinkovoimalla toimivaan omaan kulutukseen, National Ignition Facility (NIF) -laitoksessa Lawrence Livermore National Laboratoryssa Kaliforniassa Yhdysvalloissa tehdyt kokeet ovat validoineet tavan tuottaa ydinvoimaa laserkäyttöisestä fuusiosta.
Virstanpylväs, joka on ollut kannessa lehti Nature , jossa on osoitettu, että plasma puristetaan ja kuumennetaan, jolloin se pystyy toimittamaan omaa lämpöään. Kuten yllä mainitut tutkimukset, tähän projektiin osallistuvat insinöörit ja fyysikot yrittävät jäljitellä mitä tapahtuu tähtien sisällä.
Yksi kriittisimmistä vaiheista on energian nettogeneraattori, "palava plasma, jossa ydinfuusio on tärkein lämmönlähde polttoaineen pitämiseksi plasmatilassa riittävän kuumana lisäfuusioreaktioiden mahdollistamiseksi". ”. Alex Zylstra ja hänen tiiminsä ovat onnistuneet ottamaan tämän suuren askeleen laboratoriossa. Naturessa kuvattu kokeilu käyttää 192 lasersäteen energiaa lämmittää onton sylinterin sisäpuoli hyvin nopeasti, jolloin syntyy röntgensäteitä. Tämän seurauksena vedyn isotoopit sulautuvat "tuottaen neutronin ja alfahiukkasen, joka on heliumatomin ydin. Alfahiukkaset törmäävät plasmaan ja lämmittävät itse polttoainetta.
Tutkijat aloittivat työskentelyn ydinfuusion parissa lähes 50 vuotta sitten, jolloin ensimmäiset magneettisen eristyksen tekniikat syntyivät. Näissä tutkimuksissa mainituista edistysaskelista huolimatta on kuitenkin edelleen valtavia haasteita, jotka on ratkaistava ennen kuin kaupallinen ydinfuusioreaktori voi nähdä päivänvalon.
