Rozpracowali plazmę w fuzji jądrowej. Wielki sukces zwiastuje energetyczny przełom

Ta, nazywana także fuzją jądrową, dostarcza energii Słońcu i to w tak ogromnych ilościach, że inżynierowie nie mogli przejść obok tego faktu obojętnie. Jednym z aspektów, w których fizykom wciąż brakowało cennych informacji, pozostawały krawędzie plazmy. Dzięki ich zrozumieniu możliwe stanie się nie tylko utrzymywanie fuzji z wyższą skutecznością, ale także zapewnienie elementom reaktora ochrony przed skrajnie wysokimi temperaturami.

Czytaj też: Komora projekcji czasu uchwyciła kosmiczną magię. Fizycy zmierzyli fuzję jąder węgla przy 2,22 MeV

Te osiągają bowiem miliony stopni Celsjusza, dlatego możemy sobie wyobrazić, jak wytrzymałe muszą być materiały stosowane w produkcji poszczególnych urządzeń. Wyzwania podjęli się przedstawiciele Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego i przekonują, że udało im się uporać z napotkanym problemem. Zwieńczeniem ich wysiłków jest model teoretyczny, który rozwiewa wiele dotychczasowych wątpliwości.

Artykuł na ten temat znajduje się w Physical Review Letters i sugeruje, jakoby dotychczas pomijane struktury odgrywały zaskakująco istotną rolę w wytwarzaniu rozległych turbulencji. Te występują na krawędziach plazmy i są zarazem silniejsze od spodziewanych. Jak zauważają autorzy wspomnianej publikacji, dynamika sprzężenia krawędziowego jest niezwykle ważna dla optymalizacji magnetycznie ograniczonych plazmatów fuzyjnych. 

Kontrolując plazmę naukowcy mogą skutecznie wytwarzać energię pochodzącą z fuzji jądrowej. Ale żeby tak się stała, trzeba spełnić szereg warunków

Powszechnie wykorzystywanym rodzajem reaktora umożliwiającego prowadzenie fuzji jądrowej jest tokamak. Działa on z wykorzystaniem pól magnetycznych, które umożliwiają kontrolowanie plazmy rozgrzanej do ogromnych temperatur – nawet wyższych od panujących na Słońcu. W celu rozeznania się w potencjalnych zagrożeniach wynikających z realizacji takiego scenariusza naukowcy prowadzą symulacje. Te nie zawsze są zgodne ze stanem faktycznym, a wszelkie rozbieżności prowadzą do chaosu. 

Czytaj też: Tego nikt się nie spodziewał. Chcą manipulować nam domowym sprzętem, żeby ratować sieć energetyczną

Jednym z przykładów takiego zjawiska były problemy z wyjaśnieniem rozmiarów burzliwej warstwy występującej na krawędzi plazmy. Z tego względu potrzeba było dopracowania modeli, aby wreszcie rozwikłać całą zagadkę. Z ustaleń badaczy wynika, jakoby tzw. pustka przesuwała się z chłodniejszej krawędzi plazmy w kierunku cieplejszego rdzenia. W toku tego procesu powstają fale dryfu plazmy, które przenoszą energię i pęd, napędzając tworzenie się lokalnych turbulencji.