Токамаци су уређаји који се користе у фузији са магнетним ограничењем. У овим реакцијама, снажно магнетно поље се користи за контролу и задржавање плазме топлог фузионог горива у језгру реактора. Плазма се загрева на високе температуре убризгавањем неутралног снопа или загревањем радио фреквенцијом. Главни циљ је одржавање стабилног стања плазме у коме се реакције фузије могу одвијати континуирано, обезбеђујући неограничен извор енергије.
Недавна студија научника из Националне лабораторије Оакридге (ОРНЛ), Лабораторије за физику плазме Принцетон (ПППЛ) и Токамак Енерги Лтд означава велики напредак у истраживању фузијске енергије. Тим је достигао температуре од скоро 100 милиона степени Целзијуса, што је неопходно за фузионе електране за производњу комерцијалне енергије.
Осим тога, у компактном токамаку постигли су високе температуре, што нико до сада није радио!
У овој студији, научници су се фокусирали на побољшање услова рада сферног токамака високог поља (СТ) под називом СТ40. У поређењу са другим термонуклеарним уређајима, СТ40 уређај се одликује мањом величином и сферичном плазмом.
Тим је користио приступ сличан оном који је коришћен 1990-их на ТФТР токамаку, који је генерисао више од 10 милиона вати снаге фузије. СТ40 је радио у тороидном (у облику крофне) магнетном пољу са интензитетом нешто изнад 2 Тесла.
Да би загрејао плазму, тим је користио 1,8 милиона вати неутралних честица високе енергије. Иако је пражњење плазме, односно период када су се активно одвијале термонуклеарне реакције, трајао само 0,15 секунди, температура јона у језгру достигла је више од 100 милиона степени Целзијуса.
За мерење температуре јона, тим је користио ТРАНСП транспортни код развијен у ПППЛ-у. Овај код је користан јер узима у обзир измерене температурне профиле нечистоћа и деутеријума, главног горива које се користи у фузионим реакторима.
Открили су да температурни опсег за нечистоће прелази 8,6 кеВ (око 100 милиона степени Целзијуса), док је температурни опсег за деутеријум близу ове вредности. Овај налаз сугерише да је метод загревања коришћен у експерименту био ефикасан у постизању жељених високих температура.
Резултати дају оптимизам за будући развој термонуклеарних електрана заснованих на компактним сферним токамацима високог поља. Овај напредак би могао да доведе до ефикаснијих и економски одрживих решења у области фузионе енергије, нудећи обећавајући пут ка одрживој и чистој производњи енергије.
Прочитајте такође: