, 2023/3/24
A kínai mesterséges Nap épp most döntötte meg a leghosszabb ideig tartó nukleáris fúzió rekordját. A kínai "mesterséges nap" projekt új világrekordot állított fel: több mint 17 percig tartott fenn nukleáris fúziós reakciót.
A legújabb kísérlet során a túlhevített plazma elérte a 126 millió Fahrenheit-fokot - ez nagyjából ötször forróbb, mint a Nap, amely a felszínén 10 000 Fahrenheit-fokos, a magjában pedig 27 millió Fahrenheit-fokos forróságot sugároz. A szén és a földgáz a jelenleg világszerte használt elsődleges energiaforrások, de ezek az anyagok korlátozott mennyiségben állnak rendelkezésre.
A nukleáris fúzió lehet a legtisztább elérhető energiaforrás, mivel a Nap fizikáját megismételve az atommagok egyesülésével nagy mennyiségű energiát termelhet villamos energiává. A folyamat nem igényel fosszilis tüzelőanyagokat, nem hagy maga után radioaktív hulladékot, és biztonságosabb alternatívája a maghasadásos atomenergiának.
"A mostani művelet szilárd tudományos és kísérleti alapot teremt a fúziós reaktor működtetéséhez" - mondta Gong Xianzu, a Kínai Tudományos Akadémia Plazmafizikai Intézetének kutatója egy nyilatkozatban. A kínai kísérleti fejlett szupravezető tokamakot (Experimental Advanced Superconducting Tokamak, EAST) úgy tervezték, hogy potenciálisan a Földön szinte korlátlanul használható tiszta energiaforrásként szolgáljon - írja a Hszinhua hírügynökség. A fánk alakú EAST reaktort mesterséges napként emlegetik, mivel a csillagokban zajló fúziós folyamatot szimulálja - írja Robert Lea a Newsweek számára.
A csillagok magjában az erős nyomás és a magas hőmérséklet az atommagokat összeolvasztja, új elemeket hozva létre - írja Michelle Star a Science Alert számára. A magfúzióhoz négy hidrogénatom egyesül egy héliumatommá. Az EAST-hoz hasonló tokamakok mágneses tereket használnak, hogy a magas hőmérsékletű, turbulens - időnként instabil - plazmát vagy ionizált gázt egy tórusznak nevezett hurokpályába zárják, az Energiaügyi Minisztérium szerint.
A tokamak belsejében lézerek melegítik fel a nehéz hidrogénatomokat, például a deutériumot és a tríciumot, több százmillió Fahrenheit-fokig, ami az a hőmérsékleti küszöb, ahol a csillagokban a fúziós folyamatok beindulnak. A hő lehetővé teszi a kutatók számára, hogy megismételjék a csillagok magjában uralkodó intenzív gravitációs nyomást - írja a Newsweek. Ilyen magas hőmérsékleten a tokamakban lévő atommagok elkezdenek összecsapódni, és olyan energiát szabadítanak fel, amelyet elektromos energiaként lehet felhasználni.
A plazma megtartása ilyen intenzív hőmérsékleten, szivárgás nélkül azonban rendkívül nagy kihívásnak bizonyult. A tudósok már több mint 70 éve dolgoznak azon, hogy a magfúzióból származó energiát hasznosítani tudják. Ráadásul a Live Science szerint még soha nem sikerült olyan kísérleti tokamak-reaktort létrehozni, amely több energiát termel, mint amennyit felhasznál, de a kínai EAST sikere azt sugallja, hogy a kutatók egyre közelebb kerülnek a kozmikus energia fenntartható hasznosításához.
Elméletileg a deutériumot a Föld óceánjaiból lehet kinyerni; egy liter tengervíz a becslések szerint elegendő fúziós anyagot tartalmaz ahhoz, hogy 300 liter benzinnek megfelelő energiát termeljen - írja a Newsweek. Jelenleg a kínai EAST reaktort egy Franciaországban épülő, még nagyobb tokamak-reaktor technológiájának tesztelésére használják. A 35 ország együttműködésében megvalósuló Nemzetközi Termonukleáris Kísérleti Reaktor (ITER) lesz a világ legnagyobb atomreaktora.
A projektben az Egyesült Államok, az Egyesült Királyság, Kína, India és az Európai Unió összes állama részt vesz - írja a Live Science. A reaktor, amely várhatóan 2025-ben kezdi meg működését, a világ legerősebb mágneses mezejével is rendelkezik, amely 280 000-szer erősebb, mint a Földé.