Viskonsino-Madisono universitete atliktas branduolinės sintezės eksperimentas pasiekė stipriausio pastovaus magnetinio lauko, ribojančio plazmą, rekordą, suteikdamas naują viltį, kad būsimi demonstraciniai reaktoriai ištesės savo pažadus gaminti daugiau energijos nei suvartoja.
Nauji magnetai buvo pagaminti iš Commonwealth Fusion Systems (CFS), novatoriškos sintezės pramonės įmonės, kuri anksčiau šį mėnesį pristatė įrenginius UW-Madison WHAM eksperimentui. Kai WHAM komanda atšaldė magnetus iki darbinės temperatūros ir panaudojo stiprią elektros srovę, aukštos temperatūros superlaidininkai sukūrė 17 teslų magnetinį lauką. Tai daugiau nei dvigubai galingesnis už didelės raiškos MRT skaitytuvus, naudojamus žmogaus smegenims vaizduoti.
Stiprūs magnetai yra būtini CFS ir kitų sintezės energijos tipui. Kiekvieną kartą padvigubėjus magnetinio lauko stiprumui, vienos konstrukcijos reaktoriaus galia padidėja 16 kartų.
WHAM veikia kelerius metus, bet „tai buvo pirmoji plazma su tais naujais magnetais“, – sakė Kieranas Furlongas, „Realta Fusion“ įkūrėjas ir generalinis direktorius. „Realta“ buvo atskirta iš WHAM 2022 m., tačiau ji vis dar glaudžiai bendradarbiauja su UW-Madison mokslininkais ir pačiu eksperimentu.
Ankstesnis rekordas priklausė MIT eksperimentiniam reaktoriui Alcator C-Mod, sakė Furlongas.
Rekordinis WHAM magnetinis laukas yra tarsi viso apskritimo momentas, iliustruojantis, kaip glaudžiai susilieja sintezės pramonė: Alcator C-Mod tyrimai padėjo įrodyti fiziką, kuri yra CFS reaktoriaus ir magneto konstrukcijos pagrindas.
CFS buvo išskirta iš MIT 2018 m., siekiant komercializuoti sintezės energiją naudojant pažangų magneto dizainą. Tiek CFS, tiek „Realta“ stengiasi įdiegti reaktorius, naudojančius galingus magnetinius laukus degančiai plazmai palaikyti, kad vandenilio branduoliai galėtų susilieti, o šis procesas išskiria didžiulį šilumos kiekį. CFS reaktorius yra vadinamas tokamaku, kuris suverčia plazmą į spurgos formą.
Kita vertus, Realta ir WHAM kuria magnetinio veidrodžio dizainą. Jame du stiprūs magnetai, esantys tam tikru atstumu vienas nuo kito, sukuria magnetinį lauką, kuris laiko plazmą tokia forma, kuri atrodo kaip Tootsie ritinys. Magnetai suspaudžia plazmą abiejuose galuose, o vandenilio jonai šokinėja pirmyn ir atgal riebalinėje ritinio dalyje, kur jie susiduria, susiliedami proceso metu ir išskirdami šilumą.
WHAM bus veidrodinio reaktoriaus dizaino bandymų vieta. Kai apie tai bus pakankamai suprasta, „Realta“ pastatys demonstracinį reaktorių, pavadintą „Anvil“, kurį tikisi užbaigti vėliau per dešimtmetį. Jis bus panašus į WHAM, nors ir didesnis, ir ne tik suteiks daugiau duomenų apie reaktoriaus konstrukciją, bet ir suteiks galimybę mokslininkams ir inžinieriams išbandyti, kaip skirtingos medžiagos elgsis veikiančiame reaktoriuje.
Po „Anvil” „Realta” planuoja sukurti „Hammer” – dizaino evoliuciją, kurios kiekviename gale bus ne vienas, o du magnetai. Tai leis jai pastatyti ilgesnius reaktorius, kurie, kaip tikimasi, galės tiekti daugiau galios.
