Germania a inspirat o nouă speranță în visul de fuziune nucleară

Cercetătorii germani au reușit să conțină miercuri o plasmă de hidrogen, aducând lumii un pas mai aproape de visul utopic de putere de fuziune nucleară.

Cancelarul federal Angela Merkel a împins butonul roșu pe stelarul Wendelstein 7-X sau W7-X și a dat startul unei numeroase inversări care a încălzit hidrogenul cu puterea a 6.000 de microunde. Plasma a fost susținută doar o fracțiune de secundă. Experimentul a fost anunțat ca un succes.

Fuziunea nucleară este reacția opusă la fisiunea care alimentează centralele nucleare actuale. În timp ce reactoarele de fisiune distrug atomii de uraniu greu și captează energia eliberată prin acest proces, puterea de fuziune implică prăbușirea a doi atomi mai ușori și formarea unei singure, mai grele.

Fusionul de hidrogen este ceea ce conduce soarele și stelele. Construirea unei centrale de fuziune aici pe Pământ este echivalentă cu a face un soare mic și a le conține pe lumea noastră. Care este o sarcină extrem de dificilă, deoarece fără presiunea de strivire cauzată de o masă pură a stelelor, temperaturile necesare pentru a începe reacția pe această planetă ar trebui să fie de multe ori mai calde decât cele găsite în centrul soarelui.

Dacă este exploatat, fuziunea ar putea să suplimenteze lumea de mai multe ori asupra unui combustibil de apă de mare, fără riscul unei crize nucleare și a deșeurilor foarte puține. Nu este de mirare că obiectivul a consumat atât de multe resurse globale, în ciuda unui progres lent.

Un efort internațional, cunoscut sub numele de ITER, a costat miliarde până în prezent și a fost afectat de frustrare și întârzieri. Odată prevăzută să producă o plasmă până în 2016, acest obiectiv a fost împins în jos pe drum - poate pe o perioadă nedeterminată.

"Acum mă aștept să-mi dedic toată cariera profesională înainte de a vedea o plasmă decentă în ITER", a declarat un fizician la complex The New Yorker.

Inițiativa germană, aflată la Institutul Max Planck pentru Fizica Plasmei din Greifswald, împărtășește același obiectiv ca și ITER: o reacție stabilă, care conține hidrogen de fuziune. Cu toate acestea, acestea se bazează pe două dispozitive diferite.

Reacțiile de fuziune implică producerea unui gaz ionizat supraîncălzit, cunoscut sub numele de plasmă. La milioane de grade Celsius, plasmă este prea fierbinte pentru a fi conținut de orice material de pe Pământ. Cele mai bune idei pentru cum să conțină această plasmă implică o circulație într-o formă de gogoșă în interiorul unui vid de către magneți puternici supracoate. Cele două modele de top pentru acest dispozitiv sunt tokamak și stellarator, vezi mai jos:

Tokamakul, care este baza pentru ITER, a fost inițial propus de fizicienii sovietici în anii 1950. Este mai simplu în design decât stellarator, dar mult mai complex în exploatare.

Stellaratorul, care a fost prezentat în experimentul german, are un design mult mai complicat și nu ar fi putut fi construit fără putere supercomputată care a devenit disponibilă doar în anii 1980.

Succesul din această săptămână în Germania este un semnal că stelatorul se apropie și poate chiar a depășit tokamakul în cursa spre fuziunea nucleară comercială.

Germania W7-X costa 440 milioane de dolari. În general, proiectul a costat mai mult de un miliard de dolari în decurs de două decenii. Scopul este de a ridica dispozitivul astfel încât să poată susține reacțiile de fuziune cu hidrogen mai mult și mai mult, până la 30 de minute. Oamenii de știință implicați speră că piatra de hotar va fi atinsă până în 2025.