Οι επιστήμονες κάνουν την ανακάλυψη στην κατανόηση του τρόπου ελέγχου των έντονων πειράματα σύντηξης θερμότητας

Οι επιστήμονες έχουν κάνει μια σημαντική ανακάλυψη στην κατανόηση του τρόπου ελέγχου των έντονων εκρήξεων θερμότητας σε πειράματα σύντηξης, φέρνοντας τους πιο κοντά στην επίτευξη πρακτικής ενέργειας σύντηξης. Αυτό το ορόσημο θα μπορούσε να ανοίξει το δρόμο για μια δυνητικά απεριόριστη και βιώσιμη πηγή ενέργειας για να ανταποκριθεί στις παγκόσμιες ενεργειακές απαιτήσεις.

Η πυρηνική σύντηξη είναι μια διαδικασία που συνδυάζει άτομα για να απελευθερώσει μια τεράστια ποσότητα ενέργειας, το ίδιο φαινόμενο που εξουσιάζει τον ήλιο και τα αστέρια. Ενώ η πυρηνική σύντηξη στο διάστημα δεν απαιτεί πολύπλοκο εξοπλισμό, η αναπαραγωγή αυτών των συνθηκών στη Γη απαιτεί ακριβή έλεγχο για να διατηρήσει τη διαδικασία και να αξιοποιήσει την χρησιμοποιήσιμη ενέργεια.

Η πρόκληση που αντιμετωπίζουν οι ερευνητές είναι η κατανόηση και η διαχείριση ισχυρών εκρήξεων υψηλής ενέργειας γνωστών ως τοπικών τρόπων (ELMS). Εάν ανεξέλεγκτα, τα Elms απελευθερώνουν επανειλημμένα εκρήξεις θερμότητας προς τους τοίχους των μηχανών σύντηξης, ενδεχομένως να λιώσουν ή να προκαλέσουν φθορά και δάκρυ στα γύρω όργανα. Χωρίς σωστή διαχείριση, τα ELMs έχουν τη δυνατότητα να βλάψουν τους εσωτερικούς μηχανισμούς αυτών των εγκαταστάσεων, εμποδίζοντας τη μακροπρόθεσμη βιωσιμότητα της πρακτικής ενέργειας σύντηξης.

Η πειραματική ανακάλυψη εμφανίστηκε στο πείραμα σύντηξης ASDEX αναβάθμισης που βρίσκεται στο Ινστιτούτο Max Planck για τη φυσική πλάσματος στη Γερμανία. Χρησιμοποιώντας μια εξελιγμένη τεχνική θέρμανσης που ονομάζεται "Dynamic Ergodic Detertor", η ομάδα με επικεφαλής τους επιστήμονες στην κοινοπραξία Eurofusion ανακάλυψε ότι ορισμένες διαμορφώσεις και χρονοδιαγράμματα μαγνητικού πεδίου στην περιοχή Detertor της μηχανής σύντηξης θα μπορούσαν να ρυθμίσουν τα ELMS. Χρησιμοποιώντας μοντέλα υπολογιστών και εξελιγμένους αισθητήρες, διαπίστωσαν ότι οι προσεκτικά σχεδιασμένες διαμορφώσεις προκάλεσαν μικρότερες και ασθενέστερες ELMs ή τους εμπόδισαν να εμφανιστούν.

Η επίτευξη ελέγχου των ELMs αντιπροσωπεύει ένα σημαντικό ορόσημο τόσο για τη θεμελιώδη έρευνα της φυσικής όσο και για την πρακτική ανάπτυξη της ενέργειας σύντηξης. Προηγουμένως, ο ανεξέλεγκτος χαρακτήρας αυτής της απελευθέρωσης υψηλής ενέργειας θεωρήθηκε μία από τις πιο βαθιές προκλήσεις για την ανάπτυξη αξιόπιστων μηχανών σύντηξης που απαιτούνται για την παραγωγή ενέργειας.

Παρόλο που είναι απαραίτητο να υπογραμμιστεί ότι η επίτευξη βιώσιμης ενέργειας σύντηξης εξακολουθεί να απαιτεί περαιτέρω βελτιώσεις μηχανικής και πειραματικές βελτιστοποιήσεις, αυτή η ανακάλυψη φέρνει στον κόσμο ένα βήμα πιο κοντά στην πραγματοποίηση μιας καθαρής και απεριόριστης πηγής ενέργειας που θα μπορούσε να βοηθήσει στην αντιμετώπιση των πιεστικών παγκόσμιων ενεργειακών προκλήσεων. Η ικανότητα ελέγχου των ELMs είναι ζωτικής σημασίας για τα μελλοντικά σχέδια αντιδραστήρων σύντηξης, όπως το ITER, το μεγαλύτερο, το πιο δαπανηρό (εκτιμώμενο κόστος:τουλάχιστον 20 δισεκατομμύρια ευρώ) στον πειραματικό αντιδραστήρα Tokamak υπό κατασκευή στη Γαλλία. Η ITER, μια συνεργασία μεταξύ αρκετών χωρών για την επίδειξη μακροπρόθεσμης επιστημονικής βιωσιμότητας, μπορεί τελικά να ανοίξει το δρόμο για τους εμπορικούς αντιδραστήρες σύντηξης τα επόμενα χρόνια.