De azóta ott volt a nagy kérdés, hogy vajon a berendezés tényleg úgy működik-e, ahogy kellene? Ez elég fontos, ha egy olyan gépezetről beszélünk, amely szabályozott nukleáris fúziós reakciót tart fenn a jövőben egy napon, és szerencsére a válasz: igen.
Egy kutatócsoport az Egyesült Államokból és Németországból megerősítette, hogy a Wendelstein 7-X (W 7-X) sztellarátor olyan szuper erős, 3 dimenzióban kígyózó mágneses mezőt állít elő "soha nem látott pontossággal," ahogy azt előre eltervezték. A kutatók kevesebb, mint 1 a 100.000-hez hibaarányt találtak.
"Tudomásunk szerint ez egy soha nem látott pontosság, mind a fúziós eszköz mérnöki megvalósítását, mind a mágneses topográfiát tekintve," - írták a kutatók a Nature Communications folyóiratban megjelent tanulmányban. (1)
Ez talán nem hangzik annyira izgalmasnak, de nagyon fontos, mert a mágneses mező az egyetlen dolog, ami képes csapdába ejteni a forró plazma gömböket elég hosszú ideig ahhoz, hogy a magfúzió létrejöjjön.
A magfúzió az egyik legígéretesebb tiszta energiaforrás jelenleg, amely korlátlan energiát kínál ugyanazon reakción alapulva, mint ami a Napban végbemegy.
Ellentétben a maghasadással, amely a jelenlegi atomerőműveinkkel érhető el, és amely során az atommagok szétválasztása során kisebb neutronok és atommagok jönnek létre, a magfúzió akkor termel hatalmas energiát, amikor az atomok hihetetlenül magas hőmérsékleten összeolvadnak. És mindennek során nem keletkezik radioaktív hulladék vagy más melléktermék sem.
http
A Nap hosszú élettartama alapján a magfúzióban is megvan az a lehetőség, hogy energiával lássa el az emberiséget, ameddig csak szükség van rá, ha tudjuk, hogyan aknázzuk ki ezt a reakciót.
És ez egy elég nagy "ha," mert a tudósok már több mint 60 éve dolgoznak a probléma megoldásán, és még mindig tisztes távolságban vagyunk a végső céltól.
A fő kihívás a szabályozott magfúzió elérése szempontjából az, hogy ténylegesen létre tudjuk hozni a Napban található körülményeket. Ez egy olyan gép megépítését jelenti, ami képes előállítani és irányítás alatt tartani egy 100 millió Celsius fokos gázplazma gömböt.
Mindenki elképzelheti, hogy ezt könnyebb mondani, mint megtenni. Számos nukleáris fúziós reaktor típus van működésben szerte a világon, és ezek közül a W 7-X az egyik legígéretesebb próbálkozás.
Ahelyett, hogy a plazmát egy 2 dimenziós mágneses mezővel irányítanák, mely a leggyakrabban használt módszer a tokamak reaktorok esetében, a sztellarátor egy csavarodott, 3 dimenziós mágneses mező generálásával működik.
Ez lehetővé teszi, hogy a sztellarátor bármilyen elektromos áram szükségessége nélkül irányítsa a plazmát, és ennek eredményeképpen sokkal stabilabb, mert akkor is tud működni, ha a belső áram megszakad.
Nos, legalábbis ez volt az elgondolás.
Annak ellenére, hogy a berendezés sikeresen irányította a hélium plazmát tavaly decemberben, majd a nagyobb kihívást jelentő hidrogén plazmát idén februárban, senki sem bizonyította, hogy a mágneses mező valóban úgy működik, ahogyan kellene.
Hogy megmérjék, egy kutatócsoport az Amerikai Energiaügyi Minisztériumtól és a németországi Max Planck Plazmafizikai Intézettől egy elektronsugarat küldött végig a reaktor mágneses erővonalai mentén.
Egy fluoreszcens rudat használva a sugarak végigfutottak ezeken a vonalakon, és fényt hoztak létre a mágneses mező alakját felvéve. Az eredmény az alábbi képen látható, ami pontosan azt a csavart mágneses mező formát mutatja, amilyennek lennie kellett volna.
"Megerősítjük, hogy az általunk épített mágneses ketrec a tervek szerint működik," - mondta Sam Lazerson, az Amerikai Energiaügyi Minisztérium Princeton Plazmafizikai Laboratóriumának vezető kutatója.
A siker ellenére a W 7-X-et nem magfúziós áramteremlésre szánták, hanem csak egy prototípus annak igazolására, hogy az elgondolás működhet.
2019-ben a reaktor hidrogén helyett deutériumot kezd majd használni, hogy valódi fúziós reakció induljon a gép belsejében, de ez nem lesz képes több energiát termelni, mint amennyi jelenleg a működtetéséhez szükséges.
Ez olyasmi, amit a következő generációs sztellarátorok remélhetőleg már leküzdenek. "A feladat még csak most kezdődött, " - magyarázzák a kutatók egy sajtóközleményben. (2)
Ez nem olyan dolog, ami holnap meg fog történni, de egy hihetetlenül izgalmas időszak a nukleáris fúzió tekintetében, mivel a W 7-X hivatalosan a francia ITER tokamak reaktorával versenyez. Eddig mindkettőnek sikerült elég ideig csapdába ejteni a plazmát, hogy létrejöjjön a fúzió.
Az igazi kérdés most az, hogy ezek közül melyik gép lesz az első, amely hatékony energiát biztosít számunkra a magfúzióból.
(1) - http://www.nature.com/articles/ncomms13493
(2) - https://www.eurekalert.org/pub_releases/2016-12/dppl-cow120216.php
SA