„Soarele artificial” al Chinei a doborât toate recordurile, generând plasmă extrem de fierbinte timp de șapte minute în noaptea de 12 aprilie. Proiectul soarelui artificial se bazează pe fuziunea nucleară, oferind Chinei o sursă de energie nelimitată, fără a genera deșeuri reziduale.
Fuziunea nucleară se bazează pe ideea că energia poate fi eliberată prin forțarea nucleelor atomice să se unească, în loc să le separe, ca în cazul reacțiilor de fisiune care alimentează centralele nucleare existente.
În cadrul unei descoperiri, sistemul experimental avansat supraconductor Tokamak (EAST) din orașul Hefei, din estul Chinei, a produs și a menținut plasma timp de 403 secunde, depășind propriul record anterior de 101 secunde stabilit în 2017, potrivit CGTN.
Raportul a precizat că saltul calitativ a fost realizat după mai mult de 120.000 de rulări. Recenta realizare reprezintă un alt pas semnificativ în direcția dezvoltării unor reactoare de fuziune termonucleară foarte eficiente și la prețuri rezonabile.
În plus, se așteaptă ca aceasta să servească drept o bază experimentală crucială pentru funcționarea Reactorului Termonuclear Experimental Internațional și pentru dezvoltarea și exploatarea independentă a reactoarelor de fuziune de către China.
Obiectivul final al EAST, cu sediul la Institutul de Fizică a Plasmei din cadrul Academiei Chineze de Științe (ASIPP) din Hefei, este de a produce o fuziune nucleară similară cu cea a Soarelui folosind materiale abundente în mare pentru a oferi un flux continuu de energie curată.
Temperaturi de cinci ori mai ridicate decât soarele
Potrivit directorului ASIPP, Song Yuntao, efortul a stabilit o bază solidă pentru îmbunătățirea viabilității tehnologice și financiare a reactoarelor de fuziune.
În ianuarie 2022, China a stabilit un alt record când a supraîncălzit o buclă de plasmă la temperaturi de cinci ori mai ridicate decât soarele timp de peste 17 minute. Atunci, reactorul EAST a susținut o temperatură de 70 de milioane de grade Celsius timp de 1.056 de secunde.
În luna ianuarie a acestui an, Institutul de Științe Fizice din Hefei al Academiei Chineze de Științe (CAS) a anunțat că a fost realizată o demonstrație revoluționară a unui nou scenariu de funcționare a plasmei, denumit Super I-Mode, în cadrul Tokamak-ului experimental avansat supraconductor (EAST). Prin utilizarea câmpurilor magnetice pentru a încălzi un gaz încărcat cu plasmă format din electroni și ioni de hidrogen în mișcare liberă la o temperatură de 70 de milioane de grade Celsius, operațiunea record a reușit să mențină o energie ridicată atât la marginea plasmei, cât și mai departe în interiorul acesteia.
„Soarele artificial” utilizează elemente brute practic nelimitate pe Pământ, spre deosebire de combustibilii fosili precum cărbunele, petrolul și gazele naturale, care sunt în criză și au efecte negative semnificative asupra mediului. Energia de fuziune este considerată „energia supremă” pentru viitorul omenirii, deoarece este mai sigură și mai curată.
Soare artificial pe Pământ
Timp de peste 70 de ani, cercetătorii au încercat să exploateze puterea fuziunii nucleare, pe care stelele, inclusiv soarele, o folosesc pentru a arde.
Așa-numitele stele din secvența principală pot produce cantități masive de energie fără să emită gaze cu efect de seră sau deșeuri radioactive de lungă durată, prin fuziunea atomilor de hidrogen pentru a crea heliu la presiuni și temperaturi extrem de ridicate. Dar este dificil să se reproducă circumstanțele din interiorul nucleelor stelare.
Tokamak-ul, cel mai popular tip de reactor de fuziune, funcționează prin încălzirea plasmei la o temperatură foarte ridicată (una dintre cele patru stări ale materiei, compusă din ioni pozitivi și electroni liberi încărcați negativ), apoi prin izolarea acesteia în interiorul unei camere de reactor cu câmpuri magnetice puternice.
În timp ce oamenii de știință lucrează la acest lucru, modul de manipulare a plasmei suficient de fierbinți pentru a fuziona s-a dovedit a fi unul dintre cele mai mari obstacole. Deoarece se presupune că ar trebui să funcționeze la presiuni considerabil mai mici decât cele la care are loc fuziunea în mod natural în interiorul nucleelor stelelor, reactoarele de fuziune trebuie să funcționeze la temperaturi extrem de ridicate – de câteva ori mai fierbinți decât soarele.
Elementul dificil din punct de vedere tehnic este găsirea unei tehnici de confinare a plasmei pentru a împiedica arderea acesteia prin pereții reactorului (cu ajutorul laserelor sau al câmpurilor magnetice), fără a distruge procesul de fuziune. Gătirea plasmei la temperaturi mai mari decât cea a soarelui este relativ simplă.
Potrivit unui raport al presei de stat chineze, una dintre cele mai promițătoare căi spre fuziunea nucleară controlată este EAST, care a început să funcționeze în 2006. Acesta a efectuat peste 120.000 de experimente pentru a atinge ultima etapă. De când a început să funcționeze, EAST a servit drept teren de testare gratuit pentru oamenii de știință chinezi și străini pentru a efectua experimente și cercetări legate de fuziune.
China este, de asemenea, membră a celui mai mare reactor de fuziune din lume, denumit Reactor Termonuclear Experimental Internațional, care este în curs de dezvoltare în Franța.
Având ca scop construirea primului reactor demonstrativ de fuziune din lume, China a finalizat proiectarea tehnică a viitorului reactor de testare a fuziunii din China (China Fusion Engineering Test Reactor – CFETR), considerat a fi o nouă generație de soare artificial, potrivit EurAsian Times.
Odată finalizat în jurul anului 2035, CFETR va produce o căldură masivă cu o putere maximă de până la doi gigawați.
