Americká firma urobila prelomový krok k stabilnej jadrovej fúzii pomocou Z pinch metódy
Výskumníci našli spôsob, ako priniesť stabilnú a hlavne škálovateľnú jadrovú fúziu na trh. Trik sa ukrýva v izotropii neutrónov.
Spoločnosť Zap Energy vo svojej novej štúdii opisuje prístup, ktorý by mohol svetu priniesť stabilnú fúznu energiu a prakticky neobmedzený a hlavne čistý zdroj elektriny.
Vo fyzike sa pod izotropiou chápe systém, v ktorom sú vlastnosti rovnaké vo všetkých smeroch. Pre fúziu je izotropia neutrónovej energie mimoriadne dôležitým meraním. Analyzuje prúdy neutrónov, ktoré prichádzajú zo zariadenia a skúma aké jednotné tieto prúdy sú. Autori štúdie vysvetľujú, že izotropná fúzna plazma naznačuje stabilnú plazmu, ktorú môžeme škálovať aby sme získali viac energie.
Fúzny proces je proces, ktorý prirodzene prebieha v jadrách väčšiny hviezd. V tomto prostredí atómy čelia obrovským teplotám a tlaku. Kvôli podmienkam v jadre dokážu atómy prekonať svoju prirodzenú odpudivosť a zlúčiť sa do jedného, pričom sa uvoľňuje obrovské množstvo energie. Jadrovú fúziu vieme vytvoriť aj na Zemi, o čo sa momentálne pokúšajú viaceré spoločnosti a výskumné tímy. Fúzia prebieha vo fúznych reaktoroch, no problém je, že v plazme, ktorú na tento proces potrebujeme, veľmi ľahko vzniknú nestability. Keď sa objaví nestabilita, okamžite dochádza k zastaveniu fúzneho procesu.
Prelomový míľnik
Spoločnosť Zap Energy v procese jadrovej fúzie zvolila nový prístup, ktorý bol nedávno potvrdený aj výsledkami zo zariadenia FuZE. Tento prístup vedie ku generovaniu stabilnej termálnej fúzie a predstavuje míľnik v procese škálovania fúzie do väčšieho merítka.
“V podstate naše zistenia indikujú, že sa plazma nachádza v termodynamickom ekvilibriu. V podstate to znamená, že môžeme zdvojnásobiť veľkosť plazmy v reaktore a popri tom tento rovnovážny stav zachovať,” vyjadril sa hlavný vedec a spoluzakladateľ Zap Energy, Uri Shumlak.
Vo fúznom reaktore Zap Energy sa atómy vodíka spájajú do hélia. Počas tohto procesu sú neuttróny z atómov vykopnuté zo sústavy vo vysokých energiách. Tieto neutróny nesú 80% energie, ktorá pochádza z fúznej energie. Autori výskumu vysvetľujú, že čím viac neutrónov vznikne, tým lepšie. Problémom ale je, že nie všetky fúzne reakciu sú rovnaké.
Neprehliadni
Termálna fúzia znamená proces, pri ktorom sa jadrá atómov spájajú pod obrovským tlakom a obrovskou teplotou vo vnútri plazmy. Termálna fúzia vyprodukuje neutróny na exponenciálnej škále počas toho, ako operátori zväčšujú prúd, ktorý prechádza plazmou. Autori štúdie vysvetľujú, že termálna fúzia produkuje neutróny s izotropnými rýchlosťami, inak povedané, s rovnakou energiou vo všetkých smeroch. To sa líši od lúčom zameranej fúzie, v rámci ktorej je atómové jadro vodíka zrýchlené a naráža do stacionárneho jadra.
Na ceste k stabilnej fúzii
Pri tomto type fúzie vznikajú neutróny anizotropne. Neutróny v určitých smeroch majú teda vyššiu energiu. Autori štúdie vysvetľujú, že izotropné neutróny majú pre spoločnosť obrovský význam a sú kľúčovým míľnikom v oblasti jadrovej fúzie. Vedci zvolili takzvanú metódu Z pinch, ktorá je najstarším prístupom k jadrovej fúzii, datuje sa až do 50. rokov minulého storočia. Počiatky má v Spojenom kráľovstve. Výskumníci z projektu ZETA využili magnetické polia na to, aby dostatočne “uštipli” plazmu a vytvorili jadrovú fúziu. Hoci si výskumníci vtedy mysleli, že uspeli, prebiehajúci proces bol anizotropný a viedol ku nestabilitám v magnetickom poli. V praxi teda nedokázali vytvoriť dostatok energie na to, aby prostredníctvom fúzie vytvorili potrebné množstvo elektriny.
“Momentálne robíme všetko preto, aby sme náš proces škálovali. Je pre nás dôležité získať všetky merania a kontrolovať, či aj iné typy jadrovej fúzie prinášajú pozitívne výsledky pre našu prácu,” Tvrdí Rachel Ryan, vedúca novej štúdie.
V rámci štúdie vedci popísali aj to, že na konci každého pokusu sa neutróny stali menej uniformné. Ide o moment, kedy sa vytvoria nestability a jadrová fúzia sa skončí úplne.
