Научниците се на чекор до „светиот грал на физиката“

Научниците направија значаен чекор напред во совладувањето на фузијата, која многумина ја нарекуваат „свет грал на физиката“!

Научниците за фузија, собрани во еден од најголемите истражувачки конзорциуми – EUROfusion, соборија нов рекорд со ослободување на постојана енергија на фузија од неверојатни 59 мегаџули. Ова достигнување на JET во Обединетото Кралство, најголемиот и најмоќниот оперативен токамак во светот, е демонстрација на целосниот потенцијал на фузијата во обезбедувањето безбедна, одржлива и ниско јаглеродна енергија. Рекордот го постави тим од 4.800 истражувачи, експерти, студенти и работници од цела Европа во рамките на конзорциумот EUROfusion, финансиран од Европската комисија.

Фузијата е процес на спојување на јадрата на лесни атомски елементи, со што се ослободува огромна количина на енергија. На пример, само 0,17 милиграми од мешавината на фузионо гориво (околу 0,1 мг тритиум и 0,07 мг деутериум) беа потребни за да се генерираат рекордни 59 мегаџули енергија. За споредба, фосилните горива ќе бараат 10 милиони пати повеќе гориво за да се произведе иста количина на енергија (1,06 кг природен гас или 3,9 кг лигнит).

Во процесот на реализација на фузијата како извор на енергија, клучниот чекор е да се научи како да се креира и контролира високо-енергетска плазма. За тоа, научниците користат и експерименти спроведени на уреди како што е JET – Joint European Torus), најголемиот оперативен токамак во британскиот центар Калхам, каде што се спроведуваат експерименти од 1984 година. Станува збор за уред кој постигнува температури до 10 пати повисоки од оние во центарот на Сонцето. Овој уред е клучна тест станица за стартување на Меѓународниот термонуклеарен експериментален реактор (ИТЕР) во изградба во францускиот нуклеарен центар Кадараш во Прованса.

ИТЕР вреден околу 22 милијарди евра е најголемиот меѓународен научен проект на денешницата, во кој заедно соработуваат ЕУ, Кина, Јапонија, Јужна Кореја, Индија, Русија и САД. Овие политички често спротивставени земји се обединети во заедничка намера да создадат „мини сонце“ на Земјата, односно да ги решат енергетските проблеми на нашата планета со производство на енергија преку фузија. Изградбата на ИТЕР започна во 2006 година и се очекува да биде завршена околу 2025 година.

JET може да постигне услови слични на оние во ITER и идните електрани со фузија и е единствениот оперативен токамак во светот кој може да ја користи истата мешавина на гориво деутериум-тритиум (D-T) планирана за овие уреди.

Новиот рекорд за фузиона енергија беше поставен како дел од експерименталната кампања започната од конзорциумот EUROfusion за да се демонстрира обемот на достигнувања во истражувањето за фузија во текот на две децении истражување и оптимално да се подготви за почеток на работата на ITER, поголема и понапредна верзија на JET.

„Во записот, реакциите на фузија во ЈЕТ ослободија вкупно 59 мегаџули енергија во форма на топлина за време на „пулсот“ на плазмата од пет секунди, што е двојно повеќе од вредноста поставена во 1997 година“, рече д-р. Тончи Тадиќ, раководител на хрватските активности за фузија во конзорциумот EUROfusion и координатор на Советот на европскиот проект DONES-PreP.

Што е фузија?

„Тоа е процес на спојување на јадрата на лесни атомски елементи, со што се ослободува огромна количина на енергија. На пример, со спојување на само пет грама материјал се добива енергија колку согорувањето на 60 тони висококвалитетен јаглен. Фузијата се случува на Сонцето и другите ѕвезди и тоа е навидум едноставна реакција. На пример, водородните изотопи на деутериум и тритиум се комбинираат за да формираат хелиум и неутрони. Но, за да се случи тоа, горивото мора да биде во плазма состојба, т.е. мора да се загрее на повеќе од 150 милиони степени Целзиусови. Понатаму, за да може јадрото да се спои, плазмата со доволна густина мора да се чува доволно долго без контакт со ѕидовите на садот во кој се наоѓа. Ова се постигнува со користење на силни магнетни полиња во т.н. магнетни шишиња или токамаци дизајнирани од руските физичари Андреј Сахаров и Игор Там врз основа на идејата на Олег Лаврентиев.