Chiny zbliżają się do energii z fuzji jądrowej. Ich „sztuczne Słońce” przełamuje ważną barierę
Chińscy naukowcy ogłosili przełom w badaniach nad energią z fuzji jądrowej, który może pomóc pokonać jedną z największych barier technologicznych na drodze do praktycznego wykorzystania tego źródła energii. Wyniki opublikowano w czasopiśmie „Science Advances”.
Fuzja jądrowa ma potencjał dostarczania niemal nieograniczonych ilości energii bez wytwarzania niebezpiecznych odpadów, dlatego bywa określana jako „święty Graal” czystej energetyki.
Chińczycy przełamali granicę
Opublikowane właśnie badania przeprowadzono w eksperymentalnym reaktorze EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak), nazywanym „sztucznym Słońcem”. Jest to tokamak, czyli specjalny typ reaktora do badań nad fuzją jądrową. To urządzenie w kształcie torusa, czyli, geometrycznie rzecz ujmując, pierścienia przypominającego oponę lub obwarzanek. Wewnątrz takiego pierścienia wytwarzane jest bardzo silne pole magnetyczne, które utrzymuje plazmę i zapobiega jej kontaktowi ze ściankami reaktora.
W tokamaku powstaje plazma – gaz rozgrzany do setek milionów stopni, w którym atomy tracą swoje elektrony. W takich warunkach jądra wodoru mogą się łączyć, tworząc hel i uwalniając ogromne ilości energii, dokładnie tak, jak dzieje się to w jądrze Słońca. To właśnie zjawisko nazywa się fuzją jądrową.
Dotąd jednym z głównych ograniczeń tej technologii był tzw. limit Greenwalda – empirycznie ustalona granica gęstości plazmy. Po jej przekroczeniu plazma zwykle staje się niestabilna i dochodzi do przerwania reakcji. Wyższa gęstość oznacza jednak większą liczbę zderzeń jąder wodoru, a więc większą produkcję energii, dlatego ograniczenie to było jednym z najpoważniejszych problemów fuzji i wielu badaczy próbuje je pokonać.
Planowane są dalsze testy
Zespół z Chińskiej Akademii Nauk zdołał po raz pierwszy uzyskać stabilną plazmę o gęstości od 1,3 do 1,65 razy wyższej niż limit Greenwalda, co wcześniej uważano za niemożliwe. Udało się to dzięki nowemu sposobowi kontrolowania interakcji między plazmą a metalowymi ścianami reaktora. Metoda ta polega na precyzyjnym sterowaniu ilością paliwa oraz podgrzewaniu elektronów za pomocą mikrofal już na etapie uruchamiania plazmy, co pozwala ograniczyć zanieczyszczenia i straty energii.
Jak podkreślił profesor Zhu Ping, współautor badania, odkrycie to „sugeruje praktyczną i skalowalną drogę do rozszerzenia limitów gęstości w tokamakach i przyszłych reaktorach fuzji”. Jego zespół planuje teraz sprawdzić nową metodę w warunkach jeszcze wyższej wydajności plazmy w reaktorze EAST.
Choć do komercyjnej elektrowni fuzyjnej wciąż daleka droga, przełamanie bariery gęstości plazmy stanowi jeden z kluczowych kroków w kierunku pozyskiwania czystej, niemal niewyczerpalnej energii bez emisji dwutlenku węgla i bez długotrwałych odpadów radioaktywnych.
Chiny rozpoczynają budowę tokamaku BEST
Tymczasem w mieście Hefei we wschodnich Chinach rozpoczęto budowę nowego tokamaku BEST, który ma być kolejnym etapem rozwoju technologii testowanej dotąd w reaktorze EAST. Prace ruszyły w maju 2025 roku w prowincji Anhui, a 1 października 2025 roku zakończono montaż podstawy reaktora, czyli pierwszego kluczowego elementu jego głównego modułu.
W przeciwieństwie do EAST, który służy głównie do badań nad utrzymaniem i stabilnością plazmy, BEST został zaprojektowany jako urządzenie zdolne do rzeczywistego „spalania” paliwa deuterowo-trytowego, czyli prowadzenia reakcji fuzji w warunkach zbliżonych do tych, jakie będą potrzebne w przyszłych elektrowniach termojądrowych. Oznacza to, że osiągnięcia uzyskane w EAST – w tym przełamanie bariery gęstości plazmy – mają zostać przeniesione na poziom urządzenia, którego celem nie jest już tylko eksperyment, lecz weryfikacja technologii zdolnej do wytwarzania energii.
Kresy.pl / Science Advances / The Independent / Chińska Akademia Nauk
Czytaj też: Zabójstwo profesora MIT pod Bostonem. Zginął wybitny badacz fuzji jądrowej
