USA uciekną Chinom? Futurystyczne stellaratory na ratunek

O ile w czasach zimnej wojny najważniejsza rywalizacja w skali świata toczyła się między Stanami Zjednoczonymi i Związkiem Radzieckim, tak obecnie rozkład sił jest nieco inny. Bo choć o miano globalnego lidera wciąż walczą Amerykanie, to ich najpoważniejszym rywalem wydają się Chińczycy. Jednym z aspektów tego wyścigu jest walka o prym w zakresie fuzji jądrowej.
USA uciekną Chinom? Futurystyczne stellaratory na ratunek

Nazywana również reakcją termojądrową, ma stanowić sposób na wydajne i przyjazne dla środowiska pozyskiwanie energii. Fuzja stanowi źródło zasilania gwiazd, włącznie ze Słońcem, dlatego bez wątpienia można uznać, że to sprawdzona i niezawodna technologia. Najpierw trzeba jednak nad nią zapanować. Dokonywane postępy dotyczą stellaratorów, czyli urządzeń odpowiedzialnych za wytwarzanie plazmy, podobnie jak ma to miejsce w przypadku zdecydowanie popularniejszych tokamaków.

Czytaj też: Ciekłym metalem chłodzą reaktor fuzji termojądrowej. Rewolucja w energetyce nadchodzi wielkimi krokami

Spore sukcesy w tym zakresie odnotowali w ostatnim czasie fizycy ze Stanów Zjednoczonych. 24-osobowy zespół przekonuje, że dla zapewnienia sobie przewagi nad Chińczykami, Amerykanie powinni zbudować taki właśnie stellarator w wersji elastycznej. Jak na razie takowy nie istnieje nawet w formie podstawowej, dlatego realizacja tego przedsięwzięcia z pewnością nie należałaby do łatwych kwestii.

Artykuł poświęcony szczegółom proponowanej koncepcji ma obecnie formę preprintu dostępnego w bazie danych serwisu arXiv. Autorzy artykułu, jak wyjaśniają, proponują nowe, elastyczne średniej wielkości urządzenie. Miałoby ono posłużyć do prowadzenia badań, które pozwolą zweryfikować teoretyczne postępy i dostarczyć podstaw fizycznych potrzebnych sektorowi związanemu z fuzją jądrową.

Stellaratory mają bardziej skomplikowaną budowę od tokamaków i wykorzystują helikalne pola magnetyczne do kontrolowania rozgrzanej plazmy

Na czym polega różnica między tokamakami i stellaratorami? Za najważniejszy aspekt można uznać fakt, iż te pierwsze mają kształt obwarzanka i wykorzystują toroidalne pola magnetyczne, podczas gdy drugie cechują się bardziej złożoną konstrukcją i opierają się na helikalnych polach magnetycznych. I choć stellaratory są ze względu na budowę trudniejsze w tworzeniu, to zarazem oferują wyższą stabilność. 

Co więcej, wcale nie trzeba stawiać na jedną technologię, pomijając drugą. Obie są do siebie na tyle zbliżone, że postępy dokonane w przypadku tokamaków mogą zapewnić korzyści stellaratorom – i odwrotnie. Zdaniem samych zainteresowanych warto rozważyć dwuetapowe podejście do budowy tych zaawansowanych urządzeń. Pierwszy etap miałby obejmować znalezienie konfiguracji zapewniającej jak najmniejsze turbulencje. Drugi z kolei powinien odnosić się do modernizacji systemów zarządzania energią i ciepłem.

Czytaj też: To urządzenie uratuje najbardziej potrzebujących. Działa nawet w nocy

Gdyby plan się powiódł, to realna stałaby się wizja, w której stellaratory będą miały ograniczenia podobne do tokamaków, ale zarazem zaoferują wolność od wyzwań obecnych dotychczas. Oczywiście realizacja takiego przedsięwzięcia nie będzie łatwa, gdyż mówi się o wymaganym czasie oczekiwania rzędu 6-9 lat. Jeśli przewidywania się potwierdzą, Stany Zjednoczone mogłyby zyskać sporą przewagę nad Chinami w zakresie produkcji energii z reakcji termojądrowej.