Korak bliže sigurnom izvoru nuklearne energije: Radiovalovi pomažu da se prevledaju temeljni problemi fuzijskih reaktora?!

Znanstvenici u Nacionalnom fuzijskom postrojenju DIII-D koristili su namjenski izrađenu antenu. Zračili su visokofrekventne radiovalove izravno u ionizirani plin

Fizičari u Kaliforniji otkrili su da bi tehnologija radiovalova mogla održavati komercijalne fuzijske elektrane u radu non-stop. Rezultati objavljeni u časopisu Physical Review Letters pokazuju prvi uspješan test pogona helikonske struje unutar vruće fuzijske plazme. Znanstvenici u Nacionalnom fuzijskom postrojenju DIII-D koristili su namjenski izrađenu antenu. Zračili su visokofrekventne radiovalove izravno u ionizirani plin. To proizvodi unutarnju električnu struju koja održava reakciju stabilnom.

– Pogon helikonske struje atraktivno je rješenje za pokretanje struje kako bi se održao rad tokamaka u stacionarnom stanju u reaktorskim uvjetima – objavili su znanstvenici u novoj studiji.

Tokamaci u Kini i Francuskoj koriste metodu koja se naziva pogon nižeg hibrida. Međutim, taj sustav prestaje raditi kada gustoća goriva dosegne komercijalne razine. Alternativni pristup odabran za planiranu britansku elektranu STEP koristi mikrovalne zrake. Iako ih je jednostavno instalirati, te zrake troše previše energije da bi bile komercijalno isplative. Helikonski valovi nude srednji put, učinkovito dostavljajući energiju duboko u gorivo. Ipak, koncept je gotovo zaboravljen. Fizičari su prvi put isprobali mehanizam 1980-ih pod nazivom pogon brzih valova, ali svaki pokušaj nije uspio.

Moderno inženjerstvo konačno je sustiglo teoriju. Moderna oprema u postrojenju DIII-D omogućila je inženjerima da reproduciraju uvjete blizu reaktora. To su kombinirali s naprednom antenom češljaste linije. Ona lansira radio signal pod točnim kutom preko magnetskog polja. Visokoprecizni instrumenti potvrdili su da je gorivo apsorbiralo snop, generirajući ciljanu struju duboko u jezgri plazme. Pronalaženje alternativnog izvora struje ključno je ako se fuzijom želi napajati električna mreža. Većina testnih reaktora pokreće struju pomoću masivne magnetske zavojnice u središtu komore. Ova zavojnica djeluje poput divovskog transformatora. Budući da transformatori zahtijevaju kontinuirano promjenjivo magnetsko polje za generiranje električne energije, sustav neizbježno ostaje bez kapaciteta punjenja. Reaktori se moraju zaustavljati i resetirati svakih nekoliko minuta. Stalno cikliranje između topline i naglog hlađenja ozbiljno umara stijenke reaktora.

Prirodni fenomen koji se naziva bootstrap osigurava dio ovog toka. Unatoč tome, gorivo u zoni srednjeg radijusa i dalje zahtijeva vanjsku podršku. Inženjeri sada moraju izraditi znatno snažnije generatore valova kako bi dokazali da sustav može izdržati rad pri punoj snazi. Ako u tome uspiju, to bi moglo omogućiti preobrazbu prototipova za pulsnu fuziju u elektrane koje rade u kontinuiranom režimu, piše Interesting Engineering.