SAVRŠENA ENERGIJA

Korejski nuklearni fuzijski reaktor trideset sekundi je 'držao' 100 milijuna stupnjeva Celzija

~2 min

01.01.2023 u 07:34

Bionic
Reading

Energija nuklearne fuzije smatra se energijom budućnosti. Najnoviji uspjeh korejskih znanstvenika — uz iskorake koji dolaze s drugih strana — mogao bi tu budućnost barem malo približiti.

Većina znanstvenika slaže se da je komercijalna fuzijska nuklearna elektrana desetljećima daleko, premda se diljem svijeta događa postupni napredak u tehnološkim rješenjima i razumijevanju fuzijskih procesa. Britanski znanstvenici prošle su godine uspjeli pokrenuti održivu fuzijsku reakciju, posvuda se izrađuju idejni projekti za komercijalnu fuzijsku elektranu, a veliki eksperimentalni fuzijski reaktor ITER na jugu Francuske nastavlja se graditi.

Sada su korejski znanstvenici s Nacionalnog sveučilišta u Seulu (SNU) i Korejskog instituta za fuzijsku energiju (KFE) razvili novi način održavanja nuklearne fuzije kroz dulje vremensko razdoblje – premda, ne treba očekivati previše: riječ je o sekundama, a ne o tjednima ili mjesecima.

Fuzijska reakcija proces je koji se odvija u zvijezdama i zahtijeva da reaktor trajno održava temperaturu od preko 100 milijuna stupnjeva Celzija kako bi proizvodio jeftinu, stabilnu energiju gotovo bez ikakvog zagađenja. Zbog tehničkih poteškoća u održavanju visoke temperature potrebne za stvaranje stanja materije poznatog kao plazma, nijedan reaktor na svijetu trenutno ne može dulje vrijeme održavati fuzijsku reakciju.

U studiji nedavno objavljenoj u časopisu Nature navodi se da je u eksperimentalnom reaktoru Korea Superconducting Tokamak Advanced Research (KSTAR) izgrađenom u Daejeonu 2007. godine, fuzijska reakcija na odgovarajućim temperaturama održana rekordnih više od 30 sekundi, što je u svijetu nuklearnih reakcija čitava vječnost. Riječ je o dosad daleko najdužoj stabilnoj fuzijskoj reakciji, što bi nas moglo dovesti korak bliže održivom fuzijskom reaktoru.

KSTAR i većina drugih tokamak reaktora diljem svijeta rade u visokom zatvorenom načinu rada (H-mod), koji je 1982. godine razvio njemački znanstvenik Friedrich Wagner. To je omogućilo reaktorima da dosegnu trenutni stupanj razvoja, ali taj način ima i svoja ograničenja jer se plazma raspada zbog visokog tlaka koji postoji na rubovima materije. Korejski znanstvenici uspjeli su pomoću brzih čestica visokih energija stabilizirati turbulencije unutar plazme, što je dovelo do stabilnije reakcije i bržeg zagrijavanja plazme nego u H-modu. Nova tehnika nazvana je Brzim ionima regulirani način poboljšanja (Fast ion regulated enhancement mode), odnosno FIRE-mod. Voditelj istraživanja, korejski znanstvenik Na Yong-su rekao je da je 'FIRE-mod posljedica kreativnog razmišljanja nakon analize prethodnih neuspjeha u postizanju željenih eksperimentalnih rezultata'.

Poznato je da FIRE-mod povećava temperaturu u jezgri plazme i snižava je na rubu, što bi također moglo produžiti životni vijek komponenti reaktora, ali korejski tim još uvijek ne razumije u potpunosti mehanizme koji su doveli do stabilne reakcije. Fuzijska reakcija zaustavljena je nakon 30 sekundi samo zbog ograničenja s hardverom, a u budućnosti bi trebala biti moguća dulja razdoblja.