Njemačka je samo ubrizgavala novu nadu u sanjarenje nuklearne fuzije

Njemački znanstvenici uspješno su u srijedu zadržali vodikovu plazmu, približavajući svijet korak bliže utopijskom snu energije nuklearne fuzije.

Savezna kancelarka Angela Merkel gurnula je crveni gumb na stendarijatu Wendelstein 7-X, ili W7-X, i pokrenula odbrojavanje reakcija koje su zagrijale vodik snagom od 6000 mikrovalova. Plazma je zadržana samo djelić sekunde. Eksperiment je najavljen kao uspjeh.

Nuklearna fuzija je suprotna reakcija na fisiju koja pogoni današnje nuklearne elektrane. Dok fisijski reaktori razdvajaju atome teškog urana i hvataju energiju koja se oslobađa kroz taj proces, fuzijska energija uključuje rušenje dva lakša atoma i formiranje jedinstvene, teže.

Fuzija vodika je ono što pokreće sunce i zvijezde. Izgradnja fuzijske elektrane ovdje na Zemlji je ekvivalentna stvaranju sićušnog sunca i njegovog zadržavanja na našem svijetu. To je iznimno težak zadatak, budući da bez pritiska pritiska uzrokovanog masom zvijezda, temperature potrebne za početak reakcije na ovom planetu morale bi biti mnogo puta toplije od onih koje se nalaze u središtu sunca.

Ako se iskoristi, fuzija bi mogla napajati svijet mnogo puta gorivom morske vode, bez rizika od nuklearnog topljenja i vrlo malo otpada. Nije ni čudo da je cilj potrošio toliko globalnih resursa, unatoč tako sporom napretku.

Jedan međunarodni napor, poznat kao ITER, do sada je koštao milijarde i bio je pogođen frustracijama i kašnjenjima. Kada se predvidi da će proizvoditi plazmu do 2016., taj je cilj gurnut niz cestu - možda na neodređeno vrijeme.

"Sada očekujem da ću svoju profesionalnu karijeru posvetiti prije nego što u ITER-u vidim pristojnu plazmu", rekao je jedan fizičar u toj ustanovi New Yorker.

Njemačka inicijativa, smještena na Institutu Max Planck za fiziku plazme u Greifswaldu, ima isti cilj kao ITER: stabilna, sadržana reakcija fuzije vodika. Međutim, temelje se na dva različita uređaja.

Fuzijske reakcije uključuju proizvodnju pregrijanog ioniziranog plina, poznate kao plazma. Na milijune stupnjeva Celzijusa, plazma je prevruća da bi je zadržala bilo kakva materija na Zemlji. Najbolje ideje o tome kako zadržati ovu plazmu uključuju kruženje u obliku krofne unutar vakuuma pomoću snažnih superhlađenih magneta. Dva vrhunska dizajna ovog uređaja su tokamak i stellarator, vidi dolje:

Tokamak, koji je osnova za ITER, prvi su predložili sovjetski fizičari pedesetih godina. To je jednostavniji dizajn od stelaratora, ali mnogo složeniji u radu.

Stellarator, koji se pojavio u njemačkom eksperimentu, ima mnogo složeniji dizajn i nije mogao biti izgrađen bez superračunala koje su postale dostupne tek 1980-ih.

Ovaj tjedan uspjeh u Njemačkoj je signal da stelarator dohvaća tokamak, a možda je čak i nadmašio, u utrci za komercijalnu nuklearnu fuziju.

Njemački W7-X koštao je 440 milijuna dolara. Ukupni projekt koštao je više od milijardu dolara tijekom dva desetljeća. Cilj je pojačati uređaj tako da može podnijeti reakcije fuzije vodika dulje i duže, do 30 minuta. Znanstvenici su se nadali da će taj korak biti postignut do 2025. godine.