Ο «τεχνητός ήλιος» της Κίνας σημείωσε νέο παγκόσμιο ρεκόρ μετά από υπερθέρμανση ενός βρόχου πλάσμα αίματος σε θερμοκρασίες πέντε φορές υψηλότερες από τον ήλιο για περισσότερα από 17 λεπτά, ανέφεραν τα κρατικά μέσα ενημέρωσης.
The EAST (Πειραματικό Προηγμένο Υπεραγώγιμο Tokamak) πυρηνική σύντηξη ο αντιδραστήρας διατήρησε θερμοκρασία 158 εκατομμυρίων βαθμών Φαρενάιτ (70 εκατομμύρια βαθμούς Κελσίου) για 1.056 δευτερόλεπτα, σύμφωνα με το πρακτορείο ειδήσεων Xinhua. Το επίτευγμα φέρνει τους επιστήμονες ένα μικρό αλλά σημαντικό βήμα πιο κοντά στη δημιουργία μιας πηγής σχεδόν απεριόριστης καθαρής ενέργειας.
Ο κινεζικός πειραματικός αντιδραστήρας πυρηνικής σύντηξης κατέρριψε το προηγούμενο ρεκόρ, που έθεσε ο Γάλλος Tore Supra tokamak το 2003, όπου το πλάσμα σε έναν βρόχο περιέλιξης παρέμεινε σε παρόμοιες θερμοκρασίες για 390 δευτερόλεπτα. Η EAST είχε προηγουμένως σημειώσει άλλο ένα ρεκόρ τον Μάιο του 2021 τρέχοντας για 101 δευτερόλεπτα σε άνευ προηγουμένου 216 εκατομμύρια F (120 εκατομμύρια C). Ο πυρήνας του πραγματικού ήλιου, αντίθετα, φτάνει σε θερμοκρασίες περίπου 27 εκατομμύρια F (15 εκατομμύρια C).
Σχετίζεται με: 5 έννοιες επιστημονικής φαντασίας που είναι δυνατές (θεωρητικά)
«Η πρόσφατη επιχείρηση θέτει μια σταθερή επιστημονική και πειραματική βάση για τη λειτουργία ενός αντιδραστήρα σύντηξης», ο επικεφαλής του πειράματος Gong Xianzu, ερευνητής στο Ινστιτούτο Φυσικής Πλάσματος της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών. είπε σε δήλωση.
Οι επιστήμονες προσπαθούν να εκμεταλλευτούν τη δύναμη της πυρηνικής σύντηξης – τη διαδικασία με την οποία καίγονται τα αστέρια – για περισσότερα από 70 χρόνια. Με σύντηξη υδρογόνο άτομα να φτιάξουν ήλιο κάτω από εξαιρετικά υψηλές πιέσεις και θερμοκρασίες, τα λεγόμενα αστέρια της κύριας ακολουθίας μπορούν να μετατρέψουν την ύλη σε φως και θερμότητα, δημιουργώντας τεράστιες ποσότητες ενέργειας χωρίς να παράγουν αέρια θερμοκηπίου ή ραδιενεργά απόβλητα μακράς διαρκείας.
Αλλά η αναπαραγωγή των συνθηκών που βρίσκονται μέσα στις καρδιές των αστεριών δεν είναι απλή υπόθεση. Ο πιο συνηθισμένος σχεδιασμός για τους αντιδραστήρες σύντηξης, ο tokamak, λειτουργεί με υπερθέρμανση του πλάσματος (μία από τις τέσσερις καταστάσεις ύλη, που αποτελείται από θετικά ιόντα και αρνητικά φορτισμένα ελεύθερα ηλεκτρόνια) πριν το παγιδευτεί μέσα σε ένα θάλαμο αντιδραστήρα σε σχήμα ντόνατ με ισχυρό μαγνητικά πεδία.
Ωστόσο, η διατήρηση των τυρβωδών και υπέρθερμων πηνίων του πλάσματος στη θέση τους για αρκετό καιρό ώστε να συμβεί η πυρηνική σύντηξη, ήταν μια επίπονη διαδικασία. Ο Σοβιετικός επιστήμονας Natan Yavlinsky σχεδίασε το πρώτο tokamak το 1958, αλλά κανείς δεν κατάφερε ποτέ να δημιουργήσει έναν πειραματικό αντιδραστήρα που να είναι σε θέση να εκπέμπει περισσότερη ενέργεια από όση χρειάζεται.
Ένα από τα κύρια εμπόδια ήταν ο τρόπος χειρισμού ενός πλάσματος που είναι αρκετά ζεστό ώστε να συντήκεται. Οι αντιδραστήρες σύντηξης απαιτούν πολύ υψηλές θερμοκρασίες —πολλές φορές υψηλότερες από τον ήλιο— επειδή πρέπει να λειτουργούν σε πολύ χαμηλότερες πιέσεις από εκείνες όπου η σύντηξη λαμβάνει χώρα φυσικά μέσα στους πυρήνες των άστρων. Το μαγείρεμα του πλάσματος σε θερμοκρασίες υψηλότερες από τον ήλιο είναι το σχετικά εύκολο μέρος, αλλά η εύρεση ενός τρόπου να το κοραλώνετε ώστε να μην καίγεται μέσα από τα τοιχώματα του αντιδραστήρα (είτε με λέιζερ είτε με μαγνητικά πεδία) χωρίς επίσης να καταστρέψετε τη διαδικασία σύντηξης είναι τεχνικά δύσκολο.
Το EAST αναμένεται να κοστίσει στην Κίνα περισσότερα από 1 τρισεκατομμύριο δολάρια μέχρι να τελειώσει το πείραμα τον Ιούνιο και χρησιμοποιείται για τη δοκιμή τεχνολογιών για ένα ακόμη μεγαλύτερο έργο σύντηξης – τον Διεθνή Θερμοπυρηνικό Πειραματικό Αντιδραστήρα (ITER) – που κατασκευάζεται αυτήν τη στιγμή. Μασσαλία, Γαλλία.
Προορισμένος να είναι ο μεγαλύτερος πυρηνικός αντιδραστήρας στον κόσμο και προϊόν συνεργασίας μεταξύ 35 χωρών — συμπεριλαμβανομένων όλων των κρατών της Ευρωπαϊκής Ένωσης, του Ηνωμένου Βασιλείου, της Κίνας, της Ινδίας και των ΗΠΑ — ο ITER περιέχει τον πιο ισχυρό μαγνήτη στον κόσμο, καθιστώντας τον ικανό να παράγει μαγνητικό πεδίο 280.000 φορές ισχυρότερο από αυτό γύρω από το Γη, Το Live Science αναφέρθηκε προηγουμένως. Ο αντιδραστήρας σύντηξης αναμένεται να τεθεί σε λειτουργία το 2025 και θα παρέχει στους επιστήμονες ακόμη περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τις πρακτικές δυνατότητες αξιοποίησης της ενέργειας των αστεριών στη Γη.
Η Κίνα επιδιώκει επίσης περισσότερα από τα δικά της προγράμματα για την ανάπτυξη της πυρηνικής ενέργειας σύντηξης — διεξάγει πειράματα σύντηξης εσωτερικού περιορισμού και σχεδιάζει να ολοκληρώσει α νέο tokamak στις αρχές της δεκαετίας του 2030.
Αλλού, ο πρώτος βιώσιμος αντιδραστήρας σύντηξης θα μπορούσε να είναι ολοκληρώθηκε στις Ηνωμένες Πολιτείες μόλις το 2025, και μια βρετανική εταιρεία ελπίζει να είναι που παράγει εμπορικά ηλεκτρική ενέργεια από σύντηξη έως το 2030.
Σημείωση του συντάκτη: Ο Tom Metcalfe συνέβαλε σε αυτό το άρθρο.
Δημοσιεύτηκε αρχικά στο Live Science.