Experimentul care tocmai a generat plasmă din hidrogen. Ce înseamnă pentru viitorul energiei?

După o lungă dezvoltare de șapte ani, un reactor experimental de fuziune din Marea Britanie a fost pornit cu succes, obținând „prima plasmă”: confirmarea faptului că toate componentele sale pot funcționa împreună pentru a încălzi hidrogenul gazos în faza plasmatică a materiei.

Această tranziție – realizată săptămâna trecută de o mașinărie numită MAST Upgrade din Culham, Oxfordshire – este ingredientul fundamental al unui reactor de fuziune nucleară funcțional, un vis pe care oamenii de știință încearcă să-l realizeze de zeci de ani.

În fuziunea nucleară, nucleele a două sau mai multe elemente mai ușoare fuzionează într-un nucleu mai greu și eliberează energie. Acest fenomen este ceea ce se întâmplă în inima Soarelui și, dacă putem recrea și menține aceleași reacții pe Pământ la o scară suficientă, vom obține recompensele unei energii curate, practic nelimitate, cu conținut scăzut de carbon.

Nu suntem încă acolo, dar finalizarea cu succes și prima încercare a MAST Upgrade reprezintă o etapă importantă în călătorie. Instalația originală MAST (Mega Amp Spherical Tokamak) a funcționat din 1999 până în 2013, iar succesorul său a fost în lucru de atunci, deci este o dovadă importantă a conceptului.

„Vrem ca Marea Britanie să fie un lider mondial în domeniul energiei de fuziune și să își valorifice potențialul uimitor ca sursă de energie curată, care ar putea dura sute de ani”, a declarat ministrul științei din Marea Britanie, Amanda Solloway, într-un comunicat.

„Pornirea dispozitivului MAST Upgrade este un moment important pentru acest experiment național de fuziune și ne duce cu un pas mai aproape de obiectivul nostru de a construi prima centrală electrică de fuziune din Marea Britanie până în 2040”.

„ITER este următoarea generație de dispozitive de fuziune”, explică fizicianul CCFE Andrew Thornton

Un reactor de fuziune necesită un fel de dispozitiv pentru a valorifica reacțiile care apar în plasmă. Tokamaks – dispozitive circulare care folosesc câmpuri magnetice pentru a conține plasma creată de reacția de fuziune – sunt unul dintre proiectele de vârf pentru un astfel de dispozitiv.

Pentru o lungă perioadă de timp, tokamak-urile au folosit o configurație în formă de gogoașă, dar dispozitivele mai noi precum MAST Upgrade sunt exemple de design sferic mai avansat de tokamak, care se așteaptă să ofere numeroase beneficii în ceea ce privește eficiența și performanța.

Upgrade-ul MAST, care este operat de Culham Center for Fusion Energy (CCFE), care face parte din Autoritatea pentru Energie Atomică din Marea Britanie (UKAEA), va avea nevoie și de toate aceste avantaje. Acum că este operațional, experimentul de fuziune are câteva provocări destul de mari de rezolvat în următorii câțiva ani.

În primul rând, dintre acestea este evacuarea căldurii. Reactoarele de fuziune creează cantități incredibile de căldură care pot deteriora componentele reactorului. Pentru a rezolva această problemă, MAST Upgrade va testa un nou tip de sistem de evacuare numit „Divergent Super-X”, conceput pentru a reduce încărcăturile de căldură și energie din particulele care părăsesc plasma.

În cazul în care divertitorul are succes, ar putea oferi o reducere de zece ori a căldurii în comparație cu ceea ce a fost posibil până acum, ceea ce ar putea fi suficient pentru a face din reactoarele de fuziune o tehnologie rentabilă în viitoarele centrale electrice.

„MAST Upgrade va oferi date din experimentele pe care le facem aici pentru a indica cum să rulăm mașina respectivă în viitor”

Dispozitivul este de fapt o încercare pentru un proiect și mai mare, Spherical Tokamak for Energy Production (STEP), care va fi prima centrală electrică de fuziune prototip din Marea Britanie, așteptată să fie terminată până în 2040.

Între timp, ceea ce cercetătorii pot învăța de la MAST Upgrade va informa, de asemenea, o altă aventură masivă: cel mai mare experiment de fuziune nucleară din lume, numit International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER).

ITER este în prezent asamblat în sudul Franței, implicând mii de oameni de știință din peste 30 de țări. Se planifică de ani de zile și are o întârziere de aproximativ cinci ani, dar când proiectul este finalizat (se estimează că va costa în jur de 65 miliarde de dolari), ITER va fi cea mai bună șansă a noastră de a arăta că energia produsă prin fuziunea nucleară poate fi valorificată de mâinile omului.

S-ar putea să fim la ani distanță de descoperire, dar MAST Upgrade este un mare pas înainte pentru a ajunge acolo.