To właśnie w nich dochodzi do łączenia lżejszych jąder w cięższe, czemu towarzyszy emisja energii. Na podobnej zasadzie zasilane są gwiazdy, włącznie ze Słońcem. Naukowcy próbują natomiast odtworzyć to samo na Ziemi, choć oczywiście w znacznie mniejszej skali. Wykorzystują w tym celu tokamaki, czyli magnetyczne reaktory termojądrowe.
Czytaj też: Wydawało się to niemożliwe, a jednak. Gwiazdy neutronowe tworzą eksplozje idealne
Urządzenia te mogą generować energię z syntezy jądrowej, a eksperymenty mające na celu maksymalne usprawnienie zachodzących zjawisk mają miejsce między innymi w DIII-D, laboratorium należącym do Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych i będących najpotężniejszych tokamakiem pozostającym w posiadaniu tego departamentu.
Rozgrzana plazma, będąca jednym z kluczowych elementów umożliwiających zachodzenie reakcji termojądrowej, musi być kontrolowana za pośrednictwem pól magnetycznych. Ściany reaktora muszą być jednak odpowiednio zabezpieczone, tak, aby wytrzymać w wysoce wymagających warunkach. Z tego względu inżynierowie testują różnego rodzaju materiały, między innymi wolfram, węgiel czy beryl, do tworzenia ścian.
Reaktor termonuklearny zwany tokamakiem wykorzystuje zjawisko łączenia jąder atomowych
W toku eksperymentów naukowcy analizują wytrzymałość poszczególnych materiałów, retencję gazu czy rekrystalizację próbek wolframu. Poza wykrywaniem potencjalnych uszkodzeń autorzy badań skupiają się również na produktach ubocznych interakcji plazmy ze ścianami reaktora.
Kiedy te gorące jony uderzają w powierzchnię materiału, są one osadzane w materiale i neutralizowane. Skala długości tego zjawiska może się różnić w zależności od kilku czynników, a ostatecznie trzeba się dowiedzieć, jakie są długoterminowe skutki dla tego, co zostało osadzone. wyjaśnia jeden z naukowców zaangażowanych w badania, Jonathan Coburn
Czytaj też: Produkcja wodoru stanie się wreszcie tańsza. Ten reaktor to żadna mrzonka
I choć DIII-D jest stosunkowo zaawansowanym tokamakiem, to prawdziwie przełomowy powinien okazać się ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), którego działalność ma rozpocząć się najwcześniej w 2025 roku. Reaktor ten jest budowany na południu Francji.
