Stellaratory i kolejny postęp w zakresie fuzji jądrowej

Elizabeth Paul związana z Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) dokonała postępu w dziedzinie skrętnych stellaratorów. Dzięki temu możliwe będzie zwiększenie możliwości w zakresie utrzymywania paliwa termojądrowego.

Dotychczasowe trudności w tym zakresie były związane z tym, że skręcone pola magnetyczne stellaratorów były mało skuteczne w ograniczaniu drogi jonów i elektronów. Znacznie wyższa wydajność miała w tym przypadku miejsce w tokamakach przypominających kształtem pączki. Jaki był tego efekt? Utrata ogromnych ilości ciepła potrzebnego do połączenia jonów w celu wyzwolenia energii opartej na syntezie jądrowej.

Czytaj też: Fuzja jądrowa – pięć faktów, które warto znać

Jakby tego było mało, projektowanie i budowa skomplikowanych cewek wytwarzających pola stellaratorów sprawia wiele kłopotów. Dzięki dokonaniom Paul i jej współpracowników będzie można precyzyjniej kształtować pola magnetyczne w stellaratorach, co ułatwi utrzymywanie paliwa termojądrowego. Na tym potencjalne korzyści się jednak nie kończą.

Niemieccy naukowcy pracują bowiem nad stworzeniem quasisymetrycznego stellaratora, który mógłby być wykorzystywany do badań nad antymaterią. Oznacza to potencjalny przełom w wyjaśnianiu powiązań między cząstkami i antycząstkami. Jak wyjaśnia Matt Landreman z University of Maryland najpierw badacze muszą zyskać pewność, że owe cząstki pozostaną w zamknięciu.

Stellaratory umożliwiają naśladowanie warunków panujących wewnątrz gwiazd

Kluczową kwestią w badaniach prowadzonych przez Paul było opracowanie oprogramowania, które umożliwia szybkie testowanie nowych metod projektowania. SIMSOPT (Simons Optimization Suite) jest oprogramowaniem typu open-source, które służy do optymalizacji stellaratorów poprzez poprawę symulowanego kształtu plazmy, która tworzy granicę pola magnetycznego.

Czytaj też: NASA idzie na skróty. Fuzja nastąpi bez użycia gigantycznych magnesów i laserów

Dokonany postęp powinien zwiększyć możliwości stellaratorów w zakresie wykorzystania fuzji jądrowej do wytwarzania bezpiecznej i bezemisyjnej energii elektrycznej. Proces ten występuje w naturze, jednak jego naśladowanie nie należy do łatwych zadań. Fuzja jądrowa generuje ogromne ilości energii poprzez łączenie lekkich pierwiastków. Stellaratory mogłyby zapewniać fuzję pozbawioną zakłóceń, co jest dość typowym problemem w przypadku powszechnie używanych tokamaków.