Německý Wendelstein 7-X překonal světový rekord ve fúzní energii

Největší fúzní zařízení typu stelarátor na světě s názvem Wendelstein 7-X pokořilo světový rekord v zásadním parametru fúzní fyziky označovaném jako trojnásobný součin. V nejnovější experimentální kampani dosáhli výzkumníci z Evropy a USA nové maximální hodnoty tohoto klíčového parametru fúze - vypočítaného součinem hustoty paliva, teploty paliva a doby udržení - po dobu 43 sekund. Tato hodnota nyní překonává dosavadní rekordy tokamaků v dlouhém trvání plazmatu.

Klíčovou roli pro dosažení rekordu sehrál nový vstřikovač pelet, který do plazmatu vstřikuje zmrazené vodíkové pelety, což umožňuje dlouhé trvání plazmatu díky průběžnému doplňování paliva. Tento unikátní injektor vyvinula Národní laboratoř Oak Ridge Ministerstva energetiky USA a úspěšně jej uvedla do provozu na zařízení Wendelstein 7-X. To sice překonává dosavadní rekordy tokamaků v délce trvání plazmatu, ty však i přesto zůstávají rekordmany v krátkých dobách trvání plazmatu.

Během experimentu bylo během 43 sekund vstříknuto asi 90 zmrazených vodíkových pelet, každá o velikosti asi jednoho milimetru, přičemž silné mikrovlny současně ohřívaly plazmu. Přesná koordinace mezi ohřevem a vstřikováním pelet byla klíčová pro dosažení optimální rovnováhy mezi výkonem ohřevu a dodávkou paliva. Klíčem k úspěchu bylo pilotní využití vstřikovače pelet s proměnlivou naprogramovanou rychlostí pulzů - schéma provedené s působivou přesností. Při rekordním experimentu se teplota plazmatu zvýšila na více než 20 milionů stupňů Celsia a dosáhla maxima 30 milionů stupňů.

Během poslední experimentální kampaně se podařilo zvýšit energetický obrat na 1,8 gigajoulů (v trvání 6 minut). Předchozí rekord z února 2023 činil 1,3 gigajoulu.

Wendelstein 7-X

Wendelstein je stelarátorový fúzní reaktor - jiný než tokamakový fúzní reaktor, jako je Joint European Torus ve Velké Británii nebo zařízení Iter, které se staví ve Francii.

Tokamak je založen na rovnoměrném tvaru toroidu, zatímco stelarátor tento tvar stáčí do tvaru osmičky. Tím se obcházejí problémy, s nimiž se tokamaky potýkají, když jsou magnetické cívky omezující plazma na vnější straně toroidního prstence nutně méně husté.

Wendelstein 7-X nebude sloužit k výrobě energie, ale měl by ukázat, zda jsou stelarátory vhodné jako elektrárna. Měl by dokázat, že stelarátory mají schopnost pracovat nepřetržitě. Naproti tomu tokomaky mohou bez pomocných zařízení pracovat pouze v pulzech.