Europski tokamak JET oborio novi rekord u fuzijskoj energiji

Eksperimentalna je reakcija proizvela najveću količinu energije do sada, ali nije stvorila uvjete u kojima bi proizvela pozitivnu energetsku bilancu, odnosno dala više energije nego što je u proces uloženo

Sandro Vrbanus subota, 10. veljače 2024. u 15:52

Nova demonstracija potencijala fuzije u isporuci sigurne, održive i niskougljične energije obavljena je na JET-u, jednom od najvećih i najmoćnijih operativnih tokamaka na svijetu, koji je dio istraživačkog konzorcija EUROfusion. Fuzijski znanstvenici iz tog projekta, koji su već ranije oborili svjetski rekord u stvaranju energije od 59 megadžula, ovoga su tjedna objavili svoje novo postignuće – njihov je tokamak Joint European Torus (JET) stvorio 69 megadžula u sklopu nove eksperimentalne kampanje.

Cilj JET-a jest ispitati različite uvjete i scenarije rada, koji će kasnije poslužiti i u radu europskog planiranog fuzijskog reaktora ITER. Eksperiment obavljen u rujnu 2023. godine pogurao je njihova dotadašnja postignuća još dalje. Nakon što je unutar svojeg toroidalnog otvora zavrtio ioniziranu plazmu i započeo sa sudaranjem goriva (deuterija i tricija), znanstvenici su ispitali nekoliko scenarija za upravljanje protokom plazme. Time su i došli do spomenutog rekorda.

Još ništa od pozitivnog povrata

U reakciju je bilo uloženo 0,21 miligrama goriva, a njegovom fuzijskom reakcijom kroz pet sekundi dobiveno je 69,26 megadžula energije– usporedivo s izgaranjem oko 2 kilograma ugljena. Isto tako, ovdje dobivena energije za 20 puta je premašila do sada najveću dobivenu u fuzijskom reaktoru američke organizacije Lawrence Livermore National Laboratory, National Ignition Facility (NIF).

Znanstvenici s JET-a kažu da su uspjeli pouzdano reproducirati uvjete potrebne za stvaranje tolike reakcije, kroz nekoliko pokusnih pulsova, čime su pokazali da mogu zadržati kontrolu nad fuzijskim reakcijama unutar tokamaka. Ono što u JET-u nije izvedeno, a na NIG-ovom reaktoru jest, to je pozitivna energetska bilanca same reakcije.

Deuterij i tricij dvije su teže varijante običnog vodika i zajedno nude najveću reaktivnost od svih fuzijskih goriva. Na temperaturi od 150 milijuna °C unutar tokamaka spajaju se u helij te oslobađaju ogromnu količinu toplinske energije bez ikakvih štetnih ugljičnih emisija. Fuzija je sama po sebi sigurna jer njezin proces ne može "pobjeći izvan kontrole", poput fisijskoga, a također i ne proizvodi dugotrajni nuklearni otpad.

Ovaj eksperiment tek je maleni dio onoga što se mora pripremiti kako bi ITER počeo s isplativim i dugotrajnim radom. Kako bi se fuzijske reakcije uopće mogle i razmatrati kao isplative, pulsovi od nekoliko sekundi užarene plazme i fuzije morat će se produžiti na nekoliko stotina sekundi, pa i na duže od sata. To je krajnji cilj znanstvenika okupljenih ovo europskog projekta, koji će – kao što je to s fuzijom običaj – možda proraditi kroz koje desetljeće.