O zkrocení jaderné fúze, která pohání naše Slunce, ale i další hvězdy, a mohla by lidstvu přinést téměř neomezený zdroj energie, se lidstvo pokouší již desítky let. Jednou z překážek, která vědcům doposud v jejich snažení bránila, je nestabilita plazmatu. Nová metoda stabilizace plazmatu vyvinutá vědci ze Spojených států a Jižní Koreje však lidstvo posouvá o další krok dále.

Jednou z překážek, které brání řízenému využívají jaderné fúze, je vznik nestabilit tvořících se na okraji plazmatu, takzvaných ELM (z angl. Edge Localized Mode). Podobně jako v případě slunečních erupcí, při kterých je uvolněno enormní množství energie, je i při těchto „erupcích“ plazmatu uvolněno velké množství energie. Tyto nestability mohou zasáhnout stěny tokamaků, toroidních komor, ve kterých je pomocí magnetických sil udržováno vysokoteplotní plazma, a poškodit tak fúzní reaktory.

Aby vědci dokázali tyto nestability omezit, narušují plazma pomocí rezonančních magnetických perturbací, které pokřiví jinak hladký povrch plazmatu. Takto se z plazmatu může uvolnit přebytečný tlak, což zabraňuje vzniku či alespoň omezuje účinky ELM. Tento postup má však i svá úskalí, jelikož je velmi náročné určit potřebnou míru narušení plazmatu pro omezení vzniku ELM bez toho, aniž by vznikly další nestability nebo se v horším případě z plazmatu neuvolnilo až příliš mnoho energie, čímž by mohlo zaniknout.

Fyzik Jong-Kyu Park z americké Princeton Plasma Physics Laboratory ve spolupráci s dalšími vědci ze Spojených států a Jižní Koreje dokázal úspěšně předpovědět celou sadu těchto narušení pro řízení ELM, aniž by způsobily další problémy. Vědci si své predikce ověřili na jihokorejském výzkumném fúzním reaktoru KSTAR, který je jedním z nejpokročilejších supravodivých tokamaků.

„Dlouho jsme si mysleli, že by bylo výpočetně příliš náročné identifikovat všechna prospěšná pole narušující symetrii, ale naše práce nyní ukazuje snadný postup identifikace sady všech takovýchto konfigurací.“

Jong-Kyu Park, spoluautor výzkumné práce

Jihokorejský KSTAR byl dle vědců ideální volbou pro testování jejich predikcí, jelikož jeho pokročilý magnetický systém umožňuje vytváření přesných narušení téměř bezchybného povrchu plazmatu. Určení, která narušení budou nejpřínosnější, by dle týmu bylo bez jejich modelu téměř nemožné, jelikož tvoří méně než 1 % všech možných narušení, která by v reaktoru mohla být provedena.

Současná zjištění amerických a korejských vědců by mohla posloužit i při predikování optimálních magnetických polí pro předcházení vzniku ELM u mezinárodního projektu ITER, na kterém se podílí 35 států. Projekt je součástí dlouhodobé snahy industrializovat jadernou fúzi, a zpřístupnit ji jako komerční zdroj elektrické energie. Podle současného plánu má být v zařízení vytvořeno první plazma v roce 2025. Experimenty s deuterio-tritiovým plazmatem pak mají začít v roce 2035.

Autor úvodní fotografie: Jong-Kyu Park, Princeton Plasma Physics Laboratory

Komentáře

0 komentářů ke článku "undefined"

Přidat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *