Tokamak-urile sunt dispozitive folosite în fuziune cu izolare magnetică. În aceste reacții, un câmp magnetic puternic este utilizat pentru a controla și a conține plasma de combustibil de fuziune fierbinte în miezul reactorului. Plasma este încălzită la temperaturi ridicate prin injecție cu fascicul neutru sau încălzire prin radiofrecvență. Scopul principal este de a menține o stare stabilă a plasmei în care reacțiile de fuziune pot avea loc continuu, oferind o sursă nelimitată de energie.
Un studiu recent realizat de oamenii de știință de la Laboratorul Național Oakridge (ORNL), Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) și Tokamak Energy Ltd marchează o descoperire majoră în cercetarea energiei de fuziune. Echipa a atins temperaturi de aproape 100 de milioane de grade Celsius, ceea ce este necesar pentru ca centralele de fuziune să producă energie comercială.
În plus, au realizat temperaturi ridicate într-un tokamak compact, ceea ce nimeni nu mai făcuse până acum!
În acest studiu, oamenii de știință s-au concentrat pe îmbunătățirea condițiilor de funcționare a unui tokamak sferic cu câmp înalt (ST) numit ST40. În comparație cu alte dispozitive termonucleare, dispozitivul ST40 se distinge prin dimensiunile mai mici și prin plasma sferică.
Echipa a folosit o abordare similară cu cea utilizată în anii 1990 la tokamak-ul TFTR, care a generat peste 10 milioane de wați de putere de fuziune. ST40 a funcționat într-un câmp magnetic toroidal (în formă de gogoașă) cu o intensitate chiar peste 2 Tesla.
Pentru a încălzi plasma, echipa a folosit 1,8 milioane de wați de particule neutre de înaltă energie. Deși descărcarea de plasmă, sau perioada în care au avut loc activ reacții termonucleare, a durat doar 0,15 secunde, temperatura ionilor din miez a atins mai mult de 100 de milioane de grade Celsius.
Pentru a măsura temperaturile ionilor, echipa a folosit codul de transport TRANSP dezvoltat la PPPL. Acest cod este util deoarece ia în considerare profilele de temperatură măsurate ale impurităților și deuteriu, principalul combustibil utilizat în reactoarele de fuziune.
Ei au descoperit că intervalul de temperatură pentru impurități depășește 8,6 keV (aproximativ 100 de milioane de grade Celsius), în timp ce intervalul de temperatură pentru deuteriu este aproape de această valoare. Această constatare sugerează că metoda de încălzire utilizată în experiment a fost eficientă în atingerea temperaturilor ridicate dorite.
Rezultatele dau optimism pentru dezvoltarea viitoare a centralelor termonucleare bazate pe tokamak-uri sferice compacte cu câmp ridicat. Aceste progrese ar putea duce la soluții mai eficiente și mai viabile din punct de vedere economic în domeniul energiei de fuziune, oferind o cale promițătoare către producția de energie durabilă și curată.
Citeste si: