Chińskie „sztuczne słońce” przełamuje barierę gęstości plazmy – przełom w badaniach nad fuzją jądrową
Naukowcy z Chin dokonali przełomu w badaniach nad fuzją jądrową, przekraczając długoletnią barierę gęstości plazmy w reaktorze EAST. Odkrycie to może przyspieszyć rozwój energetyki termojądrowej i zwiększyć efektywność przyszłych reaktorów.
Przełom w chińskim reaktorze EAST
Chińscy badacze pracujący przy w pełni nadprzewodzącym tokamaku EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak) ogłosili, że po raz pierwszy w historii udało im się osiągnąć tzw. „reżim bez ograniczeń gęstości” w plazmie. Oznacza to, że plazma pozostawała stabilna nawet przy gęstościach znacznie przekraczających dotychczasowe limity, które przez dziesięciolecia blokowały postęp w badaniach nad fuzją jądrową.
Na czym polegała bariera gęstości?
Fuzja jądrowa obiecywana jest jako źródło czystej i niewyczerpalnej energii. Kluczowym wyzwaniem jest jednak utrzymanie stabilnej plazmy o bardzo wysokiej temperaturze i gęstości. Dotychczasowe eksperymenty z tokamakami ograniczały się do pewnej granicy gęstości – po jej przekroczeniu plazma stawała się niestabilna, co uniemożliwiało dalszą pracę urządzenia.
Nowe badania potwierdzają, że jeśli interakcje plazmy ze ścianami reaktora są precyzyjnie kontrolowane, możliwe jest przekroczenie tych ograniczeń bez wystąpienia destabilizujących zjawisk.
Nowa teoria i jej potwierdzenie
Teoretyczna koncepcja tzw. samoorganizacji plazmy i ściany (PWSO) została zaproponowana przez francuskich naukowców z CNRS i Uniwersytetu Aix-Marseille. Zakłada ona, że w określonych warunkach, gdy plazma i metalowe ściany reaktora wchodzą w zrównoważoną interakcję, powstaje możliwość osiągnięcia „reżimu bez ograniczeń gęstości”.
W eksperymencie na EAST chińscy badacze pod kierunkiem prof. Pinga Zhu i prof. Ninga Yana zastosowali nowatorską strategię – precyzyjnie kontrolowali początkowe ciśnienie gazu oraz użyli rezonansowego ogrzewania elektronowego już na etapie rozruchu. Pozwoliło to zminimalizować zanieczyszczenia i straty energii oraz stopniowo zwiększać gęstość plazmy bez utraty stabilności.
Znaczenie dla przyszłości fuzji jądrowej
Osiągnięcie „reżimu bez ograniczeń gęstości” otwiera nowe możliwości dla przyszłych reaktorów fuzyjnych. Im wyższa gęstość plazmy, tym więcej energii można uzyskać z reakcji deuter-trit, co znacząco przybliża realizację celu, jakim jest energetyczne samozapłon plazmy („ignition”).
„Wyniki sugerują praktyczną i skalowalną ścieżkę do rozszerzenia limitów gęstości w tokamakach i przyszłych urządzeniach do spalania plazmy.”
– prof. Ping Zhu
Zespół planuje zastosować tę samą metodę podczas pracy w trybie wysokiej wydajności na reaktorze EAST, by sprawdzić, czy możliwe będzie utrzymanie tego efektu także przy jeszcze bardziej wymagających parametrach operacyjnych.
Podsumowanie
Przełomowe badania chińskiego zespołu mogą istotnie przyspieszyć prace nad komercyjną energetyką termojądrową. Odkrycie, że bariera gęstości plazmy może zostać pokonana dzięki kontroli interakcji ze ściankami reaktora, to ważny krok na drodze do pozyskania czystej, praktycznie niewyczerpalnej energii z fuzji jądrowej.
Zobacz również:
Źródło: ScienceDaily
Obserwuj
Może Cię również zainteresować
Sprawozdanie Prezesa URE 2025: Akcelerator, Cyfrowy Bliźniak, aukcja offshore i pierwszy rynek wodoru
Rok 2025 przyniósł istotne zmiany w polskiej energetyce: pierwszą aukcję wsparcia dla offshore, start Akceleratora Rozwoju Polskiej Energetyki oraz decyzje kluczowe dla rynku wodoru. Prezes URE Renata Mroczek podsumowuje przełomowe działania regulatora.
Przełomowy wyrok KIO: TAURON Dystrybucja wzmacnia local content w energetyce
Wyrok Krajowej Izby Odwoławczej potwierdził skuteczność strategii TAURON Dystrybucji w zakresie local content, dając impuls do wspierania polskich i europejskich wykonawców w sektorze energetycznym.
Rusza nabór na dofinansowanie OZE i magazynowania energii z Funduszy Europejskich
Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej rozpoczął nabór na projekty związane z efektywnymi biogazowniami, OZE oraz magazynowaniem energii. Budżet to 500 mln zł z Funduszy Europejskich i środków krajowych.
Pierwszy w Europie zautomatyzowany kompleks ścianowy uruchomiony w ZG Janina – nowa era w polskim górnictwie
W Zakładzie Górniczym Janina w Libiążu uruchomiono pierwszy w Europie, w pełni zautomatyzowany kompleks ścianowy. Inwestycja Południowego Koncernu Węglowego S.A. ma zwiększyć bezpieczeństwo pracy i efektywność wydobycia, a także wyznaczać nowe standardy w automatyzacji górnictwa.
Polska i USA podpisują porozumienie o współpracy w zakresie surowców krytycznych
Polska oraz Stany Zjednoczone zacieśniają współpracę w sektorze surowców krytycznych. Nowe porozumienie obejmuje wydobycie, przetwarzanie i recykling kluczowych minerałów, co ma znaczenie dla bezpieczeństwa energetycznego i technologicznego obu krajów.
ORLEN uruchamia wydobycie gazu z norweskiego złoża Eirin – gaz już płynie do Polski
ORLEN Upstream Norway i Equinor rozpoczęli eksploatację złoża Eirin na Morzu Północnym. Nowe źródło zapewni Polsce dodatkowe dostawy gazu, a wydobycie prowadzone jest z wykorzystaniem energii odnawialnej.
Komentarze