Visi manė, kad tai neįmanoma. „Wendelstein 7-X“ pasiekė visų laikų rekordą! Vokiečiai formuoja energetikos ateitį (2)
Tokamakų šešėlyje vystėsi visiškai kita technologija, kuri ką tik įrodė, kad nusipelno rimto dėmesio.
© recraft.ai (Free Tier Assets) | https://www.recraft.ai
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Per pastaruosius dešimtmečius branduolinės sintezės tyrimų pasaulyje vyravo beveik visuotinė nuomonė, kad tik tokamakai yra tikrasis kelias į žvaigždžių energijos valdymą. Šie charakteringi, magnetinio žiedo formos reaktoriai atrodė neturintys rimtos konkurencijos kovoje dėl švaraus ir beveik neišsenkančio energijos šaltinio. Tačiau paaiškėja, kad situacija gali pasikeisti. Tokamakų šešėlyje vystėsi visiškai kita technologija, kuri ką tik įrodė, kad nusipelno rimto dėmesio. Vokiečių stelaratorius „Wendelstein 7-X“ parodė, kad gali konkuruoti su geriausiais tokamakais pasaulyje.
Stelaratorius prieš tokamaką. Du požiūriai į tą pačią idėją
Šių reaktorių tipų skirtumai neapsiriboja vien tik pavadinimu. Tokamakai savo forma labiau primena spurgą, tuo tarpu stelaratoriai panašesni į riestainius. Tai ne tik estetinis klausimas: skirtinga geometrija lemia visiškai kitokį požiūrį į plazmos išlaikymą. Įdomu tai, kad stelaratoriai atsirado anksčiau nei tokamakai, tačiau ilgą laiką juos laikyta per sudėtingais kontroliuoti. Dešimtmečius tokamakai dominavo sintezės tyrimuose, užleidžiant savo „vyresnįjį brolį“ į antrąjį planą. Dabar vokiečių eksperimentas rodo, kad galbūt atėjo laikas peržiūrėti šias prielaidas.
|
Tyrimų kampanijos metu, pasibaigusioje gegužės 22 d., Maxo Plancko instituto Greifsvaldo komanda pasiekė tai, ką daugelis laikė mažai tikėtinu. „Wendelstein 7-X“ išlaikė rekordinį trigubą produktą 43 sekundes, taip prilygdamas kur kas didesnio britų tokamako JET rezultatams. Trigubas produktas yra pagrindinis parametras sintezės tyrimuose, jungiantis plazmos temperatūrą, tankį ir išlaikymo laiką. Kuo didesnė jo vertė, tuo arčiau esame savaime palaikomos reakcijos. Ypač įspūdinga tai, kad vokiečių stelaratorius pasiekė tokį patį rezultatą kaip JET, naudodamas tik trečdalį plazmos kiekio.
Netyčinis požiūris į plazmos kaitinimą
Vokiečių reaktoriaus sėkmė daugiausia priklauso nuo pažangios kaitinimo technologijos naudojimo. Jonų ciklotroninis rezonansas naudoja radijo bangas plazmos dalelių tiksliai kontrolei, siūlydamas alternatyvą tradicinėms mikrobangų metodikoms. Šis požiūris ypač dera su specifine stelaratorių konstrukcija. ICRH technologija leidžia geriau pritaikyti kaitinimo procesą prie neįprastos reaktoriaus geometrijos, kas gali paaiškinti jų augančią konkurencingumą. Kol kas nė vienas egzistuojantis branduolinės sintezės reaktorius dar nepasiekė teigiamo energijos balanso. Tai reiškia, kad visos dabartinės instaliacijos – įskaitant W7-X ir JET – vis dar sunaudoja daugiau energijos, nei pagamina.
Trigubas produktas yra svarbus pažangos indikatorius, tačiau jis neatsižvelgia į visą sistemos energijos sąnaudų spektrą. Nuo galingų magnetų maitinimo iki sudėtingų aušinimo sistemų – tikras proveržis įvyks tada, kai reaktorius pagamins daugiau energijos nei sunaudoja visa jį supanti infrastruktūra.
Tai nereiškia, kad tokie tyrimai yra beprasmiški. Kiekvienas eksperimentas priartina mus prie sudėtingų procesų supratimo, vykstančių plazmoje, įkaitintoje iki šimtų milijonų laipsnių Celsijaus. „Wendelstein 7-X“ sėkmė įrodo, kad ieškant branduolinės sintezės valdymo metodo verta tyrinėti įvairius kelius. Stelaratoriai, dėl stabilesnės magnetinės konstrukcijos, gali būti vertingas tokamakų papildymas. Mokslo pasaulyje retai kada viena technologija turi monopolį sprendžiant tokį sudėtingą uždavinį. Galbūt branduolinės sintezės ateitis priklausys ne vien tik tokamakams ar stelaratoriams, o išmintingam geriausių abiejų koncepcijų savybių deriniui.
