Κινέζοι επιστήμονες κατάφεραν να εισέλθουν πειραματικά σε ένα νέο καθεστώς πυρηνικής σύντηξης, με πυκνότητα πλάσματος που σπάει κάθε συμβατικό όριο, θέτοντας ένα νέο ρεκόρ. Αν και οι θεωρίες πρότειναν μια στρατηγική για την παράκαμψη ενός τέτοιου ορίου, το γεγονός του ότι συνέβη ήταν μια πολύ διαφορετική υπόθεση.
Το τεράστιο επίτευγμα πραγματοποιήθηκε στον Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST), που έχει πάρει την ονομασία «Τεχνητός Ήλιος» και είναι πρακτικά ο πρωτοποριακός αντιδραστήρας σύντηξης της Κίνας. Ο EAST έχει καταρρίψει πάρα πολλά ρεκόρ μέχρι σήμερα, συμπεριλαμβανομένου και του μεγαλύτερου σε διάρκεια υπέρθερμου πλάσματος. Συγκεκριμένα, είχε διάρκεια 1.066 δευτερόλεπτα, δηλαδή 17 λεπτά και 46 δευτερόλεπτα, διατηρώντας το πλάσμα σε θερμοκρασίες πολύ πάνω από τους 100 εκατομμύρια βαθμούς Κελσίου.
Οι πυρηνικοί αντιδραστήρες σύντηξης λειτουργούν αναπαράγοντες τις διαδικασίες που συμβαίνουν στο εσωτερικό του Ήλιου. Σύμφωνα με αυτές, τα άτομα του υδρογόνου συγχωνεύονται και μετατρέπονται σε άτομα ηλίου, απελευθερώνοντας τεράστια ποσά ενέργειας. Στην περίπτωση του Ήλιου, αυτό συμβαίνει λόγω της τεράστιας πίεσης και των υψηλών θερμοκρασιών, κάτι που σημαίνει πως το πλάσμα εκεί είναι πολύ πυκνό. Στην περίπτωση των αντιδραστήρων σύντηξης όμως, δε μπορούμε να φτάσουμε σε αυτά τα επίπεδα πίεσης, οπότε οι θερμοκρασίες θα πρέπει να είναι 10 φορές υψηλότερες από ότι στον πυρήνα ενός άστρου.
Περνώντας στο θέμα της πυκνότητας του πλάσματος, σύμφωνα με τα τρέχοντας σχέδια οι αντιδραστήρες tokamaks, θέτουν ένα εμπειρικό ανώτατο όριο. Αυτό το όριο είναι γνωστό ως όριο Greenwald, που όταν ξεπεραστεί το πλάσμα γίνεται ασταθές. Αυτό είναι ένα από τα μεγαλύτερα προβλήματα στην πυρηνική σύντηξη, καθώς οι υψηλότερες πυκνότητες μπορεί να σημαίνουν υψηλότερο ρυθμό σύντηξης, όμως οι αστάθειες που εμφανίζονται μπορούν να σταματήσουν πλήρως τη σύντηξη. Αυτός είναι και ο βασικός λόγος που σε έναν αντιδραστήρα tokamak, η πυκνότητα διατηρείται μεταξύ του ορίου Greenwald 0.8 kai 1.
Τώρα όμως έρχεται ο EAST και δείχνει πως αυτό το όριο μπορεί να ξεπεραστεί στην πράξη, κάνοντας χρήση ορισμένων θεωρητικών οδών της πυρηνικής σύντηξης. Με τροποποίηση των αρχικών παραμέτρων, όπως η πίεση του αερίου και ο θερμικός συντονισμός των ηλεκτρονίων στο πλάσμα, η ομάδα κατάφερε να ξεπεράσει το όριο Greenwald μέχρι και 1.65 φορές!
Μια ανακάλυψη που ίσως ανοίγει τον δρόμο για ζωή στη Σελήνη
«Τα ευρήματα υποδεικνύουν μια πρακτική και κλιμακώσιμη οδό για την επέκταση των ορίων πυκνότητας σε tokamaks και σε συσκευές σύντηξης πλάσματος επόμενης γενιάς», δήλωσε ο συν-επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης Ping Zhu, καθηγητής στη Σχολή Ηλεκτρολόγων και Ηλεκτρονικών Μηχανικών στο Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας στην Κίνα.
Μάλιστα, το όριο Greenwald απασχολεί τους επιστήμονες εδώ και αρκετά χρόνια. Πριν από λίγα χρόνια, παραβιάστηκε με επιτυχία πάνω από 10 φορές, αλλά αυτό έγινε σε χαμηλό μαγνητικό πεδίο και με πλάσμα χαμηλής θερμοκρασίας που δεν ήταν ικανό για πυρηνική σύντηξη. Τα αποτελέσματα που φέρνει ο EAST όμως, δείχνουν πως μπορούμε να ξεπεράσουμε το τέλμα που είχε φτάσει η πυρηνική σύντηξη και μάλιστα σε πραγματικούς, εν λειτουργία, αντιδραστήρες. Έτσι, το όνειρο για απεριόριστη και καθαρή ενέργεια έρχεται όλο και πιο κοντά σε εμάς, με την Κίνα να ανοίγει τον δρόμο.
Η μελέτη δημοσιεύεται στο περιοδικό Science Advances.
Ακολουθήστε το Techmaniacs.gr στο Google News για να διαβάζετε πρώτοι όλα τα τεχνολογικά νέα. Ένας ακόμα τρόπος να μαθαίνετε τα πάντα πρώτοι είναι να προσθέσετε το Techmaniacs.gr στον RSS feeder σας χρησιμοποιώντας τον σύνδεσμο: https://techmaniacs.gr/feed/.
