Innováció

Rekord: 6 percen keresztül termelt energiát a mesterséges nap – 50 millió Celsius-fokon üzemelt

S.Rita | 2024.05.15. 05:35

A francia Alternatív Energiák és Atomenergia Bizottság (CEA) által üzemeltetett volfrámmal bélelt tokamak-reaktor új fúziós rekordot állított fel azzal, hogy hat percen keresztül fenntartotta a plazmát, és 1,15 gigajoule energiát juttatott bele. Az amerikai Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) sajtóközleményben erősítette meg a méréseket.

 

A nukleáris fúzió szó szerint a legforróbb energiaforrás, amely a piacra való betörést reméli. A technológia a maghasadással ellentétben nem termel nukleáris hulladékot, amelyet megfelelően kell ártalmatlanítani, és megbízható, szén-dioxid-mentes energiaforrás, amely tetszés szerint be- és kikapcsolható – írja az Interesting Engineering.

A tudósok a fánk alakú, tokamaknak nevezett reaktorok belsejében a Naphoz hasonló reakciókörülményeket teremtenek. A hidrogént 50 millió Celsius-fokra hevítik, hogy létrehozzák az anyag negyedik állapotát, a plazmát.

A tudósok egyetértenek abban, hogy ezt úgy lehet elérni, ha a plazmát hosszú időre bezárják – ezt más néven shotnak, azaz lövésnek nevezik –, és a tokamakot volfrámmal bélelik ki, ami segíthet.

A PPPL munkatársai a DECTRIS vállalatnál dolgoznak a több energiájú lágy röntgensugaras detektoron, amely az észlelőrendszerük alapját képező eszközt gyártotta. (Fotó: DECTRIS)

 

Volfrámmal bélelt tokamak

A CEA vizsgálja a volfrám felhasználását a fúziós reakcióban a franciaországi WEST (Steady-state Tokamak) volfrám (W) környezetű reaktorában. A korábban hosszabb shotokat elérő fúziós reaktorok a reaktor falán grafitot használtak. Bár a szénalapú anyaggal könnyebb dolgozni, nagyobb méretű reaktoroknál nem biztos, hogy megvalósítható, mivel a falakon visszatartja az üzemanyagot.

Ezzel szemben a volfrám nem tartja vissza az üzemanyagot, de nehezebb vele dolgozni, mivel gyorsan lehűti a plazmát, még akkor is, ha apró mennyiség kerül bele.

A két anyag összehasonlításakor Luis Delgado-Aparicio, a PPPL fizikai kutatásait vezető tudós azt mondta:

„Ez a különbség aközött, hogy megpróbáljuk megfogni a cicánkat otthon, vagy megpróbáljuk megsimogatni a legvadabb oroszlánt.”

 

Új diagnosztikai módszer

A hagyományos eszközök kudarcot vallhatnak, ha ilyen kihívást jelentő anyaggal dolgoznak. A svájci székhelyű DECTRIS olyan röntgenalapú diagnosztikai eszközt készít, amely a plazmasugárzást méri. Ez az eszköz segíthet a kutatóknak olyan tulajdonságok meghatározásában, mint például a plazma maghőmérséklete.

Bár ez az eszköz úgy van beállítva, hogy minden pixelét egyszerre használja az energiaszintek mérésére, a PPPL kutatói tovább konfigurálták, hogy minden egyes pixel önállóan mérje az energiaszinteket.

A PPPL kutatói ezt az újonnan konfigurált diagnosztikai eszközt használták a WEST-ben lévő reakciókörülmények megerősítésére. A folyamat során a kutatók megerősítették, hogy a plazma 15 százalékkal több energiával és kétszer nagyobb sűrűséggel rendelkezik, mint korábban, mindkét feltétel szükséges a megbízható teljesítmény előállításához.

„A hatperces felvétel során elég szépen meg tudtuk mérni a központi elektronok hőmérsékletét. Ez nagyon egyenletes, 4 kilovolt körüli állapotban volt. Figyelemre méltó eredmény” – mondta Tullio Barbui, a PPPL egyik kutatója, aki részt vett a munkában.

„Ennek a detektornak megvan az az egyedülálló képessége, hogy ugyanazt a plazmát tetszőlegesen sokféle energiával lehet mérni. Rendkívül nagy kihívás egy volfrámfallal rendelkező létesítményt üzemeltetni. Az új méréseknek köszönhetően lehetőségünk lesz arra, hogy a plazma belsejében mérjük a volfrámot, és megértsük a volfrám szállítását a falból a plazma magjába” – tette hozzá Xavier Litaudon, a CEA kutatója a sajtóközleményben.

A kutatók az elkövetkező hetekben tervezik publikálni eredményeiket.

 

Kiemelt kép forrása: CEA

  S.Rita
Bejegyzés megosztása
Ajánlott cikkek
Iratkozz fel hírlevelünkre!
©2024 NRGREPORT, Minden jog fenntartva.