Znanstvenici iz Laboratorija za fiziku plazme u Princetonu iz New Jerseya, koji su surađivali na projektu, objavili su danas da je uređaj stvorio super-vrući materijal nazvan plazma koja je dosegla 90 milijuna stupnjeva Fahrenheita (50 milijuna stupnjeva Celzija) u trajanju od 6 uzastopnih minuta.

Konačni cilj je održati super vruću plazmu mnogo sati, ali 6 minuta je novi svjetski rekord za uređaj kao što je WEST. Drugi nuklearni reaktori slični WEST-u stvorili su topliju plazmu, ali nisu tako dugo trajali.

ZAPAD je ono što se zove tokamak . To je fuzijski reaktor u obliku krafne, veličine sobe veličine 8 puta 8 stopa sa stropovima visokim 8 stopa, sposoban generirati istu vrstu energije koja pokreće naše Sunce. Zato znanstvenici te strojeve ponekad nazivaju "umjetnim suncima".

"Ono što pokušavamo učiniti je stvoriti sunce na Zemlji ", rekao je za Business Insider Luis Delgado-Aparicio, voditelj naprednih projekata PPPL-a . "I to je iznimno, iznimno izazovno", rekao je, ali ovaj novi rekord sugerira da su krenuli u pravom smjeru.

Sunce radi na nuklearnoj fuziji (kada se atomske jezgre spajaju i oslobađaju energiju) koju ne treba brkati s procesom nuklearne fisije (kada se atomske jezgre razdvajaju i oslobađaju energiju) koji pokreće današnje nuklearne reaktore.

Energija fuzije moćnija je od bilo kojeg oblika energije koji danas imamo. Ako uspijemo iskoristiti tu snagu, moglo bi proizvesti gotovo 4 milijuna puta više energije po kilogramu goriva od fosilnih goriva. Osim toga, ne sadrži ugljik.

Preostaju značajni izazovi prije nego što to postane stvarnost, a tu na scenu dolaze eksperimentalni reaktori poput WEST-a.

Iako se WEST neće koristiti za proizvodnju fuzije za električnu energiju za napajanje domova, ključan je za istraživanje koje postavlja temelje za buduće komercijalne reaktore.

WEST ima mnogo toga zajedničkog s ITER-om, obližnjim reaktorom koji se gradi u južnoj Francuskoj, a koji će biti najveći svjetski tokamak sposoban za samoodrživu goruću plazmu kada bude gotov. Stvaranje te samozagrijave mješavine ključni je korak za iskorištavanje snage fuzije u komercijalne svrhe.

Međutim, zbog troškova i tehnoloških poteškoća , nije jasno kada će ITER biti gotov. U međuvremenu, druge ustanove provode eksperimente kako bi otkrile kako najbolje upravljati ogromnim reaktorom. To uključuje ZAPAD.

Dva su reaktora praktički susjedi, rekao je Delgado-Aparicio, a eksperimenti na WEST-u izravno su primjenjivi na ITER.

Da bi se fuzija dogodila na Zemlji, gorivo mora doseći najmanje 50 milijuna Celzijevih stupnjeva. Jedna od glavnih prepreka s kojima se suočava fuzijska energija jest da je potrebna ogromna količina energije za stvaranje tih ekstremnih temperatura, a do sada reaktori ne mogu održati plazmu dovoljno dugo da dobiju višak energije koji bi se mogao staviti u komercijalnu upotrebu. Dakle, za sada, fuzijski reaktori obično troše više energije nego što proizvode.

WEST-ovo najnovije otkriće nije bilo iznimka. Međutim, proizvela je 15 posto više energije iz fuzije u usporedbi s ranijim pokušajima, izvijestio je PPPL u priopćenju. Štoviše, plazma je bila dvostruko gušća, što je još jedna važna komponenta stvaranja više energije.

WEST pomaže znanstvenicima da testiraju najbolje materijale za izgradnju zidova unutar fuzijskog reaktora, što nije lako jer ova okruženja mogu doseći temperature više od tri puta više od središta sunca.

Izvorno, WEST je sadržavao karbonske zidove. Dok je s ugljikom lako raditi, rekao je Delgado-Aparicio, on također apsorbira tricij, rijedak izotop vodika koji potiče reakciju fuzije.

"Zamislite da imate zid koji nije samo zid, već je i neka vrsta spužve", rekao je, "spužve koja upija vaše gorivo."

Tako su 2012. znanstvenici odlučili testirati drugačiji materijal za stijenke tokamaka, volfram – isti materijal koji će ITER koristiti za neke od svojih glavnih komponenti.

Zbog sposobnosti volframa da izdrži toplinu bez upijanja tricija, Delgado-Aparicio vjeruje da je to idealan materijal za stijenke tokamaka.

Ipak, volfram nije savršen. Jedna od njegovih mana je što se može rastopiti i ući u plazmu , kontaminirajući je. Zauzvrat, to može spriječiti proces, zračeći puno energije i hladeći plazmu.

Stoga, kako bi optimizirali sustav, znanstvenici moraju razumjeti kako se točno volfram ponaša i stupa u interakciju s plazmom. To je ono što istraživači rade sa WEST-om.

Tim iz PPPL-a, na primjer, modificirao je dijagnostički alat koji su koristili u ovom najnovijem eksperimentu iz WEST-a. Alat je pomogao timu da precizno izmjeri temperaturu plazme kako bi bolje razumjeli kako volfram migrira sa stijenke uređaja u plazmu.

"Možemo detektirati kako se kreće unutar stroja, možemo ga pratiti, možemo proučavati njegov transport unutar stroja", rekao je Delgadot-Aparicio, što bi moglo pomoći u izgradnji budućih metoda za održavanje plazme bez nečistoća poput mrljica volframa koje je hlade .

"Sada razumijemo kako se treba pobrinuti za to hlađenje," rekao je, "i to iskustvo će se prenijeti u susjedstvo ITER-a."

WEST i ITER nisu jedini reaktori koji koriste volfram.

Commonwealth Fusion Systems (CFS), na primjer, koristi stijenke od volframa za SPARC, svoj demonstracijski fuzijski reaktor . A korejski KSTAR ima divertor od volframa i nedavno je demonstrirao plazmu od 30 sekundi i 100 milijuna stupnjeva.

Hoće li se volfram pokazati kao ključ za otključavanje komercijalne fuzijske energije, ostaje za vidjeti.

Komercijalna fuzijska energija još je vjerojatno desetljećima daleko, ali Delgado-Aparicio misli da čine korake prema "ovom velikom cilju davanja energije čovječanstvu".

PPPL je rekao da će objaviti rezultate svog eksperimenta u recenziranom časopisu za nekoliko tjedana.

Ovaj je članak izvorno objavio Business Insider .