Nieskończona energia! Czym jest reaktor fuzyjny? Gwiazda w sercu maszyny

W niemieckim miasteczku Greifswald nową fazę badań inaugorowała kanclerz Niemiec Angela Merkel. To ona nacisnęła guzik uruchamiający maszynę. Jednak od niej znacznie ważniejszym bohaterem jest tutaj urządzenie o nazwie W7-X, czyli stellarator Wendelstein.

Za jego pomocą naukowcy chcą stworzyć nowe przyjazne dla klimatu źródło energii. W uproszczeniu działałoby podobnie do gwiazdy. Podobnie jak w Słońcu – energia byłaby czerpana z reakcji fuzji lekkich jąder atomowych. Stellarator służy do wytwarzania i utrzymania plazmy, w której zachodzą reakcje syntezy jądrowej.

Naukowcy zaznaczają, że jest to proces bardziej skomplikowany od dobrze poznanej reakcji rozszczepienia, choćby ze względu na konieczność uzyskania ekstremalnie trudnych warunków niezbędnych do zainicjowania reakcji (np. temperatura sięgająca 100 mln st. C).

Już teraz - jak poinformowano na stronie Uniwersytetu Opolskiego - w urządzeniu udaje się uzyskiwać temperaturę czterokrotnie wyższą niż na Słońcu. A to sprawia, że laboratorium w Greifswaldzie jest jednym z najgorętszych miejsc w Układzie Słonecznym (goręcej bywa tylko w ośrodku JET w Wielkiej Brytanii).

Nie tylko energia

Stellarator umożliwi nie tylko badania plazmy o ekstremalnie wysokiej temperaturze. Pozwoli też opracować nowe technologie i materiały służące m.in. do budowy reaktorów termojądrowych DEMO czy ITER. Naukowcy liczą na to, że w W7-X uda im się po raz pierwszy w historii utrzymać w urządzeniu ciągłe wyładowania plazmy przez 30 minut.

Zasadnicze prace nad stellaratorem W7-X zakończono w kwietniu ub.r. Od tego czasu przygotowano się do uruchomienia urządzenia testując kolejno wszystkie jego główne podsystemy techniczne (odpompowanie komory roboczej, chłodzenie, nadprzewodzące cewki magnesów i wytwarzane przez nie pola magnetyczne, sterowanie, urządzenia grzewcze, aparatura pomiarowa).

Polska cegiełka

Prace związane z montażem urządzenia wykonywali m.in. Polacy. Jak poinformował w przesłanym PAP komunikacie rzecznik Narodowego Centrum Badań Jądrowych w Świerku Marek Sieczkowski, naukowcy z Polski odpowiadali za prace związane z: montażem nadprzewodzących kabli i szyn zbiorczych (Instytut Fizyki Jądrowej PAN), zaprojektowaniem strukturalnych i mechanicznych analiz systemów magnetycznych oraz diagnostycznych miękkiego promieniowania rentgenowskiego (Politechnika Warszawska, Instytut Fizyki Plazmy i Laserowej Mikrosyntezy, Uniwersytet Opolski), jak również budową elementów iniektora wiązki neutralnej, magnesów refleksyjnych, podstaw komór iniektorów wiązki neutralnej wraz z hydraulicznym układem poziomowania, wykonaniem zaworów bramowych wraz z układami wygrzewania, wykonaniem i uruchomieniem układu chłodzenia (Narodowe Centrum Badań Jądrowych).

„Dzięki naszemu zaangażowaniu w budowę stellaratora - w szacunkowej wysokości około 6,5 mln euro - otrzymaliśmy nie tylko niezbędne know-how zwiększające konkurencyjność polskich przedsiębiorców na arenie międzynarodowej, ale przede wszystkim skutecznie zaznaczyliśmy swoją obecność w światowych badaniach nad źródłem energii przyszłości – podkreślił obecny na uroczystości dyrektor NCBJ prof. Krzysztof Kurek i dodał: – Będąc obecnymi w poszczególnych grupach badawczych jesteśmy współautorami wszystkich prac i wynalazków związanych z fuzją jądrową, jak również mamy realny wpływ na kształt prowadzonych badań. Mamy nadzieję, że wspólny wysiłek przybliży nas do lepszego zrozumienia zjawiska fuzji jądrowej a tym samym umożliwi skonstruowanie i uruchomienie źródeł energii przyszłości.”

Źródło: PAP