Primele reactoare Tokamak de formă sferică deschid noi perspective privind valorificarea eficientă a energiei din reacția de fuziune nucleară

Una dintre cele mai mari provocări cu care se confruntă oamenii de ştiinţă în eforturile lor pentru obţinerea energiei din reacţia de fuziune nucleară o reprezintă găsirea celei mai bune forme pentru reactorul de fuziune care conține plasma. Cu toate acestea, fizicienii din SUA au anunţat recent că este foarte posibil să fi găsit o soluţie viabilă de construcţie a unui reactor de fuziune.

Reactorul de fuziune Tokamak. Credit: Max Planck Institute

 „Sfântul Graal” al cercetării în domeniul energiei

Fizicienii din întreaga lume s-au angajat într-o cursă pentru construirea unui reactor nuclear care să reproducă reacţia de fuziune nucleară din Soare și care să ofere omenirii energie nelimitată, curată şi sigură, ceea ce va încheia practic dependența noastră de combustibilii fosili.

Reproducerea modului prin care în stele se creează energie prin reacţia de fuziune nucleară se aseamănă, în esență, cu încercarea de a pune o stea într-un „borcan”, deși nu există încă niciun „borcan” de acest fel care să poată conține plasma superfierbinte din stele şi care, de asemenea, să poată fi construit cu un cost redus, deşi au existat încercări în acest sens.

Practic, fizicienii lucrează la un nou tip de reactor de fuziune nucleară pe baza unui concept care s-ar putea dovedi cea mai viabilă soluţie constructivă din punct de vedere funcţional şi comercial.

Într-un document care a fost publicat recent în Nuclear Fusion, fizicienii care lucrează în cadrul Princeton Plasma Physics Laboratory Energy (PPPL) al U.S. Department of Energy afirmă că există deja un model al unui nou tip de reactor de fuziune, care se află într-o fază experimentală. Este vorba despre reactoarele compacte Tokamak, de formă sferică, din cadrul PPPL și  Centre for Fusion Energy din Culham, Marea Britanie.

Reactorul Tokamak din cadrul National Spherical Torus Experiment. Credit: Elle Starkman/PPPL

Reactorul Tokamak de formă sferică

Actualele reactoare Tokamak, care au fost concepute pentru confinarea plasmei în interiorul lor, constau dintr-o cameră în formă de gogoaşă în interiorul căreia plasma este suspendată cu ajutorul unor câmpuri magnetice. Aceste reactoare sunt incredibil de scumpe şi, de asemenea, dificil de întreținut. Din acest motiv fizicienii continuă să dezvolte modele noi pentru reducerea costurilor de construcţie şi de exploatare.

Până în prezent, există două reactoare Tokamak de formă sferică aflate în diferite stadii de dezvoltare. Unul dintre ele este Mega Ampere Spherical Tokamak (MAST) din Marea Britanie, care va fi finalizat în curând, iar celălalt este National Spherical Torus Experiment Upgrade (NSTX-U) al PPPL.

„Noi oferim mai multe opțiuni pentru viitoarele reactoare de fuziune”, a declarat Jonathan Menard, director de program pentru NSTX-U şi autorul principal al documentului publicat în Nuclear Fusion.

Cu toate acestea, cercetătorii trebuie să reuşească să controleze turbulențele care apar după ce particulele din plasmă sunt supuse unor câmpuri electromagnetice și modul în care unele particule din plasmă interacționează cu pereții reactorului.

Directorul PPPL, Stewart Prager, a declarat că cele două reactoare „vor extinde frontierele fizicii şi cunoștințele noastre despre plasma aflată la temperaturi ridicate și, dacă vor avea succes, vor pune bazele științifice pentru noi metode de dezvoltare a reactoarelor de fuziune nucleară pe baza unor modele mai compacte”.

Sursă: Futurism