Kinijos „dirbtinės saulės“ branduolių sintezės reaktorius pasiekė naują pasaulio rekordą, daugiau nei 17 minučių išsilaikęs penkis kartus už Saulę karštesnėje temperatūroje, pranešė valstybinė žiniasklaida.
Asociatyvi „Pixabay“ nuotr.
Atsieis trilijoną dolerių
Pasak naujienų agentūros „Xinhua“, branduolinės sintezės reaktoriuje EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak) 70 mln. laipsnių pagal Celsijų temperatūra buvo palaikoma 1056 sekundes. Šis pasiekimas priartino mokslininkus prie beveik neriboto švarios energijos šaltinio sukūrimo.
Tuo tarpu tikrosios Saulės branduolys pasiekia maždaug 15 mln. laipsnių Celcijaus temperatūrą.
„Naujausia operacija padėjo tvirtą mokslinį ir eksperimentinį pagrindą branduolių sintezės reaktoriaus paleidimo link“, – pranešime sakė eksperimento vadovas Kinijos mokslų akademijos Plazmos fizikos instituto mokslininkas Gongas Xianzu.
Mokslininkai jau daugiau kaip 70 metų bando panaudoti branduolių sintezės – proceso, kurio metu du lengvi branduoliai susilieja į naują branduolį – galią.
Vadinamosios pagrindinės sekos žvaigždės, itin aukštame slėgyje ir temperatūroje lydydamos vandenilio atomus į helį, gali paversti medžiagą šviesa ir šiluma, generuodamos milžiniškus energijos kiekius, nesukeldamos šiltnamio efektą sukeliančių dujų ar ilgalaikių radioaktyviųjų atliekų.
Tačiau atkartoti žvaigždžių širdyse esančias sąlygas nėra paprasta užduotis. Labiausiai paplitusi branduolių sintezės reaktorių konstrukcija – tokamakas – veikia perkaitinant plazmą (vieną iš keturių materijos būsenų, sudarytą iš teigiamų jonų ir neigiamai įkrautų laisvųjų elektronų), o tada ją sulaikant reaktoriaus kameroje su galingais magnetiniais laukais.
Išlaikyti turbulentinius ir perkaitintus plazmos ritinius pakankamai ilgai, kad įvyktų branduolių sintezė, yra kruopštus procesas. Sovietų mokslininkas Natanas Javlinskis 1958 m. suprojektavo pirmąjį tokamaką, tačiau dar niekam nepavyko sukurti eksperimentinio reaktoriaus, galinčio išskirti daugiau energijos, nei jis sugeria, rašoma „Live Science“.
Viena iš pagrindinių kliūčių buvo tai, kaip tvarkyti plazmą, kuri yra pakankamai karšta, kad galėtų susijungti. Branduolių sintezės reaktoriams reikalinga labai aukšta temperatūra – daug kartų aukštesnė nei Saulės, nes jie turi veikti esant daug mažesniam slėgiui nei tas, kuriame sintezė natūraliai vyksta žvaigždžių branduoliuose. Įkaitinti plazmą iki temperatūros, aukštesnės nei Saulės, yra palyginti lengva, tačiau rasti būdą, kaip ją suvaldyti taip, kad ji nesudegintų reaktoriaus sienelių ir kartu nesugadintų sintezės proceso, yra techniškai sudėtinga.
Tikimasi, kad EAST iki eksperimento pabaigos birželio mėnesį Kinijai kainuos daugiau nei 1 trilijoną JAV dolerių ir bus naudojamas dar didesnio branduolių sintezės projekto – Tarptautinio termobranduolinio eksperimentinio reaktoriaus (ITER), kuris šiuo metu statomas Marselyje, Prancūzijoje, technologijoms išbandyti.
Tai bus didžiausias pasaulyje branduolinis reaktorius, kuriame bendradarbiauja 35 šalys, o tikimasi, kad jis pradės veikti jau 2025 m.
