Fuzja jądrowa staje się coraz bardziej wydajna: Plazma może być bardziej kontrolowana niż zakładano

Droga do komercyjnie opłacalnego reaktora termojądrowego jest kamienista. Cóż, tylko w przenośni, ponieważ w rzeczywistości jest gorąco, o wiele za gorąco. 150 milionów stopni (270 milionów °F) dla stabilnej fuzji izotopów wodoru do helu musi być najpierw zarządzane. Wiąże się z tym gigantyczny wysiłek.

Ponadto obliczenia i eksperymenty sugerują, że turbulencje w tej plazmie, która jest dziesięciokrotnie gorętsza niż wnętrze Słońca, pozostawiają ją w stosunkowo skoncentrowanym obszarze. Chociaż jest to mniej prawdziwe w przypadku różnych reaktorów badawczych, modele sugerują takie samo zachowanie dla dużej ilości plazmy, która będzie wykorzystywana w reaktorze syntezy jądrowej ITER.

Rezultatem byłyby częste wyłączenia, ponieważ taka gorąca materia spaliłaby wszystko, co przecięłoby jej drogę, gdy tylko pokonałaby otaczające ją pola magnetyczne. Utrudniłoby to osiągnięcie celu, jakim jest uzyskanie większej ilości energii niż płynie do reaktora w celu ogrzewania i powstrzymywania.

Pomysł ten może jednak wkrótce okazać się nieaktualny z dwóch powodów: nowe symulacje przeprowadzone za pomocą oprogramowania X-Point Included Gyrokinetic Code pokazują inne zachowanie. Jednym z powodów jest to, że uwzględniono tu dodatkowe czynniki. Należą do nich tak zwane turbulencje homokliniczne. Takie erupcje plazmy powracają do punktu początkowego i nie opuszczają obudowy reaktora.

Ogólnie rzecz biorąc, ulepszone i odpowiednio bardziej złożone badanie wykazało, że zakres wybuchów jest o około 30 procent większy. Przede wszystkim oznacza to, że ekstremalne ciepło nie jest skoncentrowane na bardzo małym obszarze, a zatem jest łatwiejsze do opanowania.

Co więcej, tym mniej krytycznym turbulencjom plazmy można specjalnie zapobiegać. Wprowadzenie pierwiastków takich jak neon zmniejsza prawdopodobieństwo erupcji, ponieważ turbulencje można spowolnić dokładnie tam, gdzie powstają.

A co to oznacza teraz? Jeśli nowe prognozy i modele są poprawne, ITER może być obsługiwany znacznie wydajniej niż sugerowały wcześniejsze obliczenia. Plazma byłaby nieco łatwiejsza do kontrolowania, a prawdopodobieństwo wyłączeń awaryjnych zmniejszyłoby się. Inne symulacje o podobnym, być może większym znaczeniu, mogą w przyszłości doprowadzić do innych wniosków. Konieczne są i będą dalsze badania w tym zakresie.

Jest jeszcze trochę czasu, ponieważ nawet według optymistycznych szacunków, ITER nie rozpocznie działania przez co najmniej 10 lat. Wtedy modele będą mogły zostać poddane praktycznemu testowi.