Nazire se napredak u tehnologiji stellaratora, složenije varijante tokamaka za fuzijske elektrane

Dva fuzijska projekta, koji sličnim metodama žele stići do istoga cilja, privukla su pozornost ovih dana. Jedan je 3D ispisani stellarator sa Princetona, a drugi stiže iz Münchena i prikupio je značajan novac

Sandro Vrbanus subota, 13. travnja 2024. u 19:55
Eksperimentalni stellarator MUSE 📷 Michael Livingston / PPPL Communications Department
Eksperimentalni stellarator MUSE Michael Livingston / PPPL Communications Department

Dok dugogodišnji projekti poput ITER-a ili JET-a svoju viziju isplative fuzijske reakcije zamišljaju unutar tokamaka, šupljine toroidalnog oblika (krafne) unutar koje se vrti užarena plazma i "pali" lančanu fuzijsku reakciju, drugdje se radi i na novim oblicima fuzijskih nuklearnih reaktora. Na ovim smo stranicama već pisali o razvoju tzv. stellaratora, nešto kompliciranijeg "rođaka" tokamaka, koji karakterizira kompliciranija, zavojita izvedba s istim ciljem – zadržavanjem stabilnog toka plazme.

U jedan takav projekt ulaže i Bill Gates, no daleko od toga da je to jedini projekt koji se bavi navedenom tehnologijom. Samo ovoga tjedna doznalo se za još njih dva, koji pokazuju određeni napredak.

3D ispis i trajni magneti

Prvi u nizu stiže iz Laboratorija za fiziku plazme na sveučilištu Princeton, čiji se eksperiment MUSE zasniva na 3D ispisanim dijelovima, brojnim komercijalno dostupnim elementima te dodatku trajnih magneta. Korištenje tog rješenja smanjuje troškove, omogućava brži iterativni razvoj i eksperimentiranje s oblicima, dok snažni rijetki zemljani magneti pomažu pri usmjeravanju plazme bez korištenja električne energije. Takva je tehnologija daleko jednostavnija od one koja koristi elektromagnete.

Lijevo: trajni magneti, desno: 3D ispisani dijelovi 📷 Xu Chu / PPPL and Michael Livingston / PPPL Communications Department
Lijevo: trajni magneti, desno: 3D ispisani dijelovi Xu Chu / PPPL and Michael Livingston / PPPL Communications Department

Na Princetonu su već izradili prototip stellaratora, kojim žele dokazati da njihova ideja ima potencijala, odnosno da osmišljeni oblik i trajni magneti mogu zadržati mlaz užarene plazme stabilnim.

AI i supravodiči

Druga priča o stellaratoru stiže iz nešto nam bližeg Münchena. Tamo je kompanija Proxima Fusion nedavno dobila novu investiciju od čak 20 milijuna eura, manje od godine dana nakon prve runde financiranja, u kojoj je prikupljeno 7,5 milijuna eura. Proxima Fusion nastala je na institutu Max Planck, a osnovna joj je ideja slična – izraditi funkcionalni dizajn stellaratora.

Njihov dizajn naziva se kvazi-izodinamični stellarator, a oslanja se na umjetnu inteligenciju, koja pomaže pri usavršavanju njegovog oblika. Naime, unutar šupljine ovakvog reaktora tok plazme bio bi takav da se njezine unutarnje struje međusobno poništavaju, pa eliminiraju nestabilnosti. U tome pomažu supravodiči na visokim temperaturama, napredne simulacije i AI, u što će biti uložen sada prikupljeni novac. Funkcionalni prototip najavljuju za 2031. godinu.