Hidrogénplazmát hoztak létre a német W7-X reaktorban

A világ legnagyobb sztellarátorában a decemberi héliumos kísérletek után most először sikerült hidrogénplazmát létrehozni, majd negyed másodpercig fenntartani.

Hidrogénplazmát hoztak létre a német W7-X reaktorban

Ahogy arról korábban hírt adtunk, decemberben a németországi Greifswaldban beindulta világ legnagyobb sztellarátor típusú fúziós kísérleti rendszere. A Wendelstein 7-X (W7-X) nevű, 16 méter hosszú reaktorban két hónappal ezelőtt a szakértőknek sikerült héliumplazmát előállítaniuk, amihez 1 milligrammnyi héliumgázt egy 1,8 megawattos lézerpulzussal egymillió Celsius fokra hevítettek, majd a következő hetekben folyamatosan növelték a hőmérsékletet. A kezdeti kísérletek célja a rendszer tesztelése (illetve a reaktor minden esetleges szennyeződéstől való megtisztítása) volt, mivel a héliummal jóval egyszerűbb elérni a plazmafázist, tegnap azonban a következő fontos lépést is sikerült megtenniük a szakértőknek, hiszen hidrogénplazmát állítottak elő reaktorban.

A sztellarátorok, ahogy a nevük is mutatja, a csillagokban zajló fúziós folyamatot igyekeznek a földi körülmények között megvalósítani. Ehhez rendkívül magas hőmérsékletre kell hevíteni a nyersanyagot (jelen esetben a hidrogént), amelyben a megfelelő hőfok biztosítása után elkezdenek fuzionálni az atomok, és miközben nehezebb elemekké állnak össze, nagymennyiségű energia szabadul fel belőlük. A forró plazmát a reaktorban erős mágneses terekkel tartják stabilan, megakadályozva hogy az anyag hozzáérjen az oldalfalakhoz, ezzel biztosítva a fúzió folyamatosságát.

A hidrogénplazma első felvillanása a reaktorban

A kísérleti reaktort Angela Merkel német kancellár indította be tegnap kora délután, aki végzettségét tekintve maga is fizikus. A kísérlet sikeres volt, a hidrogénplazma létrejött, és a másodperc negyedrészéig azt sikerült is stabilan tartani, ez pedig rendkívül fontos lépés lehet az első ténylegesen hasznosítható kontrollált fúziós rendszer létrehozás felé. A sikerhez 80 millió °C körüli hőmérsékletet kellett megvalósítani a reaktor belsejében, hogy a hidrogénatomok gerjesztett állapotba kerüljenek.

Ahhoz hogy a fúzió, és vele az energiafelszabadulás beinduljon 100 millió °C fölötti hőmérsékletre, hosszabban fenntartott plazmaállapotra, és a jelenleginél nagyobb plazmasűrűségre lenne szükség. A következő egy hónapban a tegnapihoz hasonló kísérleteket folytatnak majd a kutatók, miközben a legkülönbözőbb műszerekkel (köztük egy magyar fejlesztésű kamerarendszerrel) tanulmányozzák a plazmát. Március közepétől aztán egyre hosszabb időkre igyekeznek fenntartani a plazmát, először csak néhány másodpercre növelve az időt, majd a következő négy év során fél óráig nyújtani a plazmaállapotot.

A Wendelstein 7-X sosem fog energiát termelni, célja ugyanis mindössze annak bizonyítása, hogy a sztellarátor típusú fúziós rendszerek felvehetik a versenyt, sőt, előnybe is kerülhetnek az utóbbi évtizedekben inkább elterjedt tokamakokkal szemben. Ez utóbbiak (pl. az ITER) működési feltétele ugyanis a plazmaáram fenntartása, ami megnehezíti a plazma hosszabb távú stabilizálását, pedig ez a folyamatos fúzió előfeltétele lenne. A tokamakok komoly kiegészítő berendezések nélkül csak rövid pulzusokban tudnak működni, a sztellarátorokban viszont nincs szükség plazmaáramra, így ha a német szakértőknek sikerülne fél óráig megőrizni a plazmaállapotot, azzal ez a dizájn jelentős előnyre tehetne szert a tokamakokkal szemben. Ez pedig nagyban elősegítené az első, már ténylegesen energiatermelésre szánt sztellarátorok megépítését, amihez azonban a német szakértők szerint még több évtizednyi munkára lesz szükség.

Tesztek

{{ i }}
arrow_backward arrow_forward
{{ content.commentCount }}

{{ content.title }}

{{ content.lead }}
{{ content.rate }} %
{{ content.title }}
{{ totalTranslation }}
{{ orderNumber }}
{{ showMoreLabelTranslation }}
A komment írásához előbb jelentkezz be!
Még nem érkeztek hozzászólások ehhez a cikkhez!
Segíts másoknak, mond el mit gondolsz a cikkről.
{{ showMoreCountLabel }}

Kapcsolódó cikkek

Magazin címlap arrow_forward