Reakcja termojądrowa, określana też mianem fuzji, ma potencjał na zrewolucjonizowanie tego, jak ludzkość produkuje energię. W skali wszechświata można ją spotkać między innymi we wnętrzach gwiazd, natomiast na Ziemi kluczową rolę miałyby pełnić stosunkowo niewielkie reaktory. Oczywiście zanim dojdzie do komercjalizacji takiej technologii minie jeszcze wiele czasu, a jednym z wyzwań jest uzyskanie dodatniego bilansu produkcji energii netto, a także zminimalizowanie kosztów związanych z budową i eksploatacją takich urządzeń.
Skurcz zeta kluczem do sukcesu?
Jak wynika z propozycji inżynierów z firmy Zap Energy, zamiast kosztownych cewek magnetycznych i materiałów ekranujących stosowanych w tokamakach można wykorzystać pole elektromagnetyczne. Sprawia to, że plazma zostaje zamknięta w stosunkowo niewielkiej przestrzeni i “ściśnięta” do stanu, w którym jest wystarczająco gorąca i gęsta, aby mogła zajść oczekiwana reakcja.
Kluczem do sukcesu jest w tym przypadku tzw. skurcz zeta, którego przydatność sugerowano już wcześniej, jednak przez długie lata uznawano niestabilność plazmy za zbyt duży problem. Teraz jednak udało się wykazać zarówno za sprawą symulacji, jak i eksperymentów, że przepływy ścinające mogą stabilizować plazmę termojądrową. Co istotne, stabilność ta powinna być możliwa do osiągnięcia na skalę komercyjną.
O skurczu zeta mówiło się już w latach 50. ubiegłego wieku. Wspomniane trudności z utrzymaniem stabilności przekładały się jednak na kierowanie zainteresowania inżynierów w stronę bardziej stabilnej technologii tokamaka. W 2019 roku naukowcy z Uniwersytetu Waszyngtonu zaproponowali wykorzystanie przepływu ścinającego osiowego do wygładzenia strumieni plazmy. W ten sposób możliwe było zapobieganie występowaniu zniekształceń, które wcześniej prowadziły do niestabilności.
Długa droga do sukcesu i światełko w tunelu
Jeden z członków tego zespołu jest założycielem Zap Energy. Jeśli plany jego firmy się powiodą, to projektowane reaktory mogłyby mieć na tyle kompaktowe rozmiary, by zmieścić się w garażu. To oznaczałoby rzecz jasna ogromny krok do przodu w zakresie popularyzacji syntezy jądrowej jako źródła zasilania. Droga do komercjalizacji tej technologii jest rzecz jasna bardzo długa i kręta.