გასული საუკუნის ბოლოს, გაერთიანებულ სამეფოში, ოქსფორდის სიახლოვეს, ექსპერიმენტული პროექტის, სახელად Joint European Torus-ის (JET) დანადგარებმა 22 მეგაჯოული ენერგია გამოიმუშავა, რაც იმ დროისათვის რეკორდი იყო ბირთვულ სინთეზში.
ამჯერად, ექსპერიმენტული განახლებების წყალობით, დანადგარმა სამჯერ უფრო მეტი ენერგია გამოიმუშავა.
მიღწევა წინ გადადგმული დიდი ნაბიჯია ტოკამაკებზე დაფუძნებულ ბირთვულ სინთეზში და სულ უფრო ახლოს მივყავართ იმ მომენტთან, როცა ენერგიის თითქმის დაუსრულებელ ნაკადს მივიღებთ გარემოს დაბინძურების ან დიდი ოდენობით რადიოაქტიური ნარჩენის გარეშე.
„გასული თვეების განმავლობაში ჩვენ მიერ ჩატარებულმა შრომამ გაგვიადვილა პლაზმის სინთეზის ექსპერიმენტების დაგეგმვა, რაც იმაზე გაცილებით მეტ ენერგიას გამოიმუშავებს, ვიდრე მის გასაცხელებლად არის საჭირო“, — ამბობს მაქს პლანკის პლაზმის ფიზიკის ინსტიტუტის სამეცნიერო დირექტორი სიბილ გიუნტერი.
ტოკამაკებმა ენერგიის გამომუშავებაში შეიძლება ნამდვილი რევოლუცია მოახდინოს. ეს დანადგარები შედგება შედარებით მარტივი ტორუსისგან, რომელსაც გარს აკრავს უმძლავრესი მაგნიტები, რომლებიც სინთეზს უწყობენ ხელს — გაცხელებულ, პლაზმად დაშლილი წყალბადის ჭავლებს ქსელავენ.
პლაზმის ეს ნაკადი საკმარისად სტაბილურია იმისათვის, რომ „გამოწუროს“ ენერგიის მატარებელი ნეიტრონები, რაც ძლიერ დახვეწილ ტექნოლოგიას მოითხოვს.
JET-ის მსგავსი პროექტები სწორედ ასეთი დაბრკოლებების გადასალახად მუშავდება. თუმცა, ამ მიმართულებით დიდი თამაში ჯერ ახლა იწყება.
საერთაშორისო თანამშრომლობა, სახელად ITER-ი მსოფლიოში უდიდესი ტოკამაკია და სამხრეთ საფრანგეთში მდებარეობს. თანდათანობით, მის მიერ გამომუშავებულმა ენერგიამ შეიძლება 500 მეგავატს მიაღწიოს; ამ ოდენობის ენერგიის მიღებისთვის საჭირო ტემპერატურის მისაღწევად მას მხოლოდ 50 მეგავატი ენერგია სჭირდება.
სინთეზის კვლევებში ამჟამად ძირითადად იყენებენ წყალბადის ჩვეულებრივ ფორმას, ბირთვში ერთი პროტონით ან უფრო იშვიათ ფორმას, ბირთვში პროტონითა და ნეიტრონით (უწოდებენ დეიტერიუმს).
ITER-ის მიზანია, რომ 2035 წლამდე დაიწყოს ექსპერიმენტები ტრიტიუმისა და დეიტერიუმის კომბინაციაზე; იმედოვნებს, რომ მიაღწევს პლაზმის თვითშენარჩუნებად რეაქციებს, რომლებმაც იმაზე მეტი ენერგია უნდა გამოიმუშაოს, ვიდრე მოიხმარს.
მიზანი საკმაოდ ამბიციურია და იქამდე მისაღწევად ჯერ JET-ის მსგავსი მცირე პროექტებია საჭირო.
JET-ი გამორჩეული ტოკამაკია იმ მხრივ, რომ ორივე ამ მასალის გამოყენება შეუძლია, რაც მკვლევრებს საკმაოდ კარგ სტარტს სთავაზობს.
1997 წელს, პროექტმა რეკორდი დაამყარა გამოთავისუფლებული ნეიტრონების ფორმით ენერგიის გამომუშავებაში — საშუალოდ 5 წამში გამოიმუშავა 4,4 მეგავატის ეკვივალენტი ენერგია.
მას შემდეგ, მეცნიერები ცვლიდნენ პროექტირებას, მათ შორის, ნახშირბადის სარჩული ვოლფრამისა და ბერილიუმის ნაზავით ჩაანაცვლეს. მართალია, ეს ახალი მასალა უფრო დრეკადია და ნახშირბადის მსგავსად არ მოქმედებს, გავლენას ახდენს პლაზმის მოძრაობაზე.
საბოლოოდ, დიდი ცვლილებების შემდეგ, ექსპერიმენტებმა დაადასტურა წყალბადის იზოტოპთა ამ მძლავრი წყვილისგან ენერგიის წარმოების ახალი ლიმიტის პროგნოზი — 59 მეგაჯოულის გამომუშავებით წინა რეკორდი მოხსნა.
მას ჯერ კიდევ ბევრი რამ აკლია, თუნდაც ის, რომ დახარჯულზე მეტი ენერგია გამოიმუშაოს, მაგრამ მიღწევა უდავოდ დიდია.
„ამ ახალ ექსპერიმენტში გვსურდა დაგვემტკიცებინა, რომ გაცილებით მეტი ენერგიის წარმოება შეგვეძლო ITER-ის მსგავს გარემოშიც კი“, — ამბობს მაქს პლანკის პლაზმის ფიზიკის ინსტიტუტის ფიზიკოსი ათინა კაპატუ.
ტოკამაკებს ხშირად ხელოვნურ მზესაც უწოდებენ, რადგან ისინი ენერგიას ზუსტად იმ პროცესების გამეორებით ახდენენ, რაც მზის წიაღში მიმდინარეობს.
მომზადებულია eurekalert.org-ისა და ScienceAlert-ის მიხედვით.
