Problem w tym, że aby doprowadzić do reakcji syntezy termojądrowej musimy stworzyć reaktory, w których będziemy w stanie wytworzyć warunki panujące w naturze w centrum Słońca. Naukowcy od dekad pracują nad rozwojem reaktorów i małymi krokami, ale jednak konsekwentnie zbliżają się do momentu, w którym będą w stanie uruchomić reaktor i rozpocząć stabilne generowanie energii dokładnie tak samo, jak nasza gwiazda dzienna.
Koncepcja co do zasady została już sprawdzona. Naukowcy są w stanie już wytwarzać odpowiednią plazmę i kontrolować ją w odpowiednim stanie przez dziesiątki i setki sekund. Co więcej, w ciągu ostatnich 24 miesięcy udało się także wygenerować czystą energię netto, choć jak dotąd w niewielkich ilościach potwierdzających jedynie zasadę działania reaktorów.
Czytaj także: Fizycy nabierają wprawy w fuzji jądrowej. Znów uzyskali absolutnie czystą energię
Wyzwaniem jest tutaj z jednej strony utrzymywanie odpowiednio wysokiej temperatury we wnętrzu reaktora, a z drugiej strony skuteczne jego chłodzenie, tak aby nie zagrażał wszystkim jego komponentom.
Naukowcy z Laboratorium Fizyki Plazmy w Princeton do chłodzenia reaktorów fuzyjnych wykorzystują ciekły lit. Jak przekonują, ciekły metal skutecznie kontroluje temperaturę reaktora a na dodatek chroni osprzęt przed bombardowaniem neutronami.
Warto tutaj zwrócić uwagę, że gdy reaktory fuzyjne osiągną możliwość pracy stałej, ludzkość zyska zasadniczo nieskończone ilości energii i to na dodatek czystej energii, która z jednej strony nie prowadzi do emisji gazów cieplarnianych, a z drugiej nie prowadzi do powstawania jakichkolwiek odpadów radioaktywnych, które są bolączką wykorzystywanych obecnie w wielu miejscach na świecie reaktorów jądrowych.
Cały problem z chłodzeniem reaktorów fuzyjnych wynika z tego, że plazma znajdująca się w komorze reaktora musi mieć temperaturę rzędu 100 milionów stopni Celsjusza. Problem w tym, że taka temperatura negatywnie oddziałuje na materiały, z których ta komora jest zbudowana. Najnowszym pomysłem ochrony wnętrza komory jest właśnie wykorzystanie ciekłego litu, który tworzy cienką warstwę na wewnętrznej ścianie reaktora.
Nie jest to jednak zadanie takie proste, jak się może wydawać. Aby nie doprowadzić do odparowania metalu, konieczne było wykorzystanie prądu elektrycznego, który tak kierował przepływem ciekłego litu, że był on wystawiony na działanie plazmy przez odpowiednio krótki czas, po czym przekierowywany być do komponentu, w którym mógł ostygnąć przed powrotem do komory reaktora.
Czytaj także: Fuzja jądrowa zaskakuje. Zaobserwowane zjawisko było sprzeczne z teoriami
Cały system jest tu niezwykle skomplikowany. Naukowcy mają świadomość, że z plazmy wyrywają się cząstki wodoru, które poza strumieniem plazmy ulegają ochłodzeniu. Gdy zatem powracają do strumienia, skutecznie ochładzają jego zewnętrzną krawędź. Tutaj także pomaga lit, bowiem przetrzymuje on owe cząstki wodoru, dzięki czemu nie mają one okazji ochładzać samej plazmy.
Warto tutaj zwrócić uwagę, że w swoich testach naukowcy wykorzystali mieszaninę galu, indu i cyny, tzw. galinstan. Mieszanina ta z jednej strony charakteryzuje się przewodnictwem elektrycznym ciekłego litu, a z drugiej strony jest cieczą także w temperaturze pokojowej. Dzięki temu znacznie łatwiej nim operować niż litem, którego doprowadzenie do stanu ciekłego wymaga utrzymywania temperatury powyżej 180 stopni Celsjusza.
Jak na razie nie sposób ustalić, kiedy ludzkość osiągnie możliwość stabilnego generowania czystej energii w procesie fuzji termojądrowej. Niezależnie jednak od tego, czy będzie to za 5, 15 czy 50 lat, warto kontynuować wysiłki, bowiem dojście do tego punktu otworzy nam wrota do kolejnej rewolucji i kolejnego etapu rozwoju naszej cywilizacji.