Novi supravodljivi magnet otvara put fuzijskoj energiji
Nedavno je po put veliki visokotemperaturni supravodljivi elektromagnet pojačan do polja snage 20 tesla, najmoćnijeg magnetskog polje takve vrste ikada stvorenog na Zemlji. Ta uspješna demonstracija pomaže riješiti najveću neizvjesnost u potrazi za izgradnjom prve fuzijske elektrane na svijetu koja može proizvesti više energije nego što troši, prema voditeljima projekta na MIT-u i pokretačkoj tvrtki Commonwealth Fusion Systems (CFS).
Taj napredak otvara put, kažu, za dugo traženo stvaranje praktičnih, jeftinih elektrana bez ugljika koje bi mogle dati veliki doprinos u ograničavanju učinaka globalnih klimatskih promjena.
"Fuzija je na mnogo načina krajnji čisti izvor energije", kaže Maria Zuber, potpredsjednica za istraživanje MIT-a i profesorica geofizike. "Količina energije koja je dostupna doista mijenja igru. Gorivo koje se koristi za stvaranje energije fuzije dolazi iz vode, a Zemlja je puna vode - to je gotovo neograničen resurs. Samo moramo smisliti kako ga iskoristiti."
Razvoj novog magneta smatra se najvećom tehnološkom preprekom da se to dogodi - njegov uspješan rad sada otvara vrata demonstraciji fuzije u laboratoriju na Zemlji, koja se provodi već desetljećima s ograničenim napretkom. S uspješno demonstriranom tehnologijom magneta, suradnja MIT-CFS na putu je izgradnje prvog na svijetu fuzijskog uređaja koji može stvoriti i ograničiti plazmu koja proizvodi više energije nego što troši. Taj demonstracijski uređaj, nazvan SPARC, planira se dovršiti 2025. godine.
"Izazovi stvaranja fuzije su tehnički i znanstveni", kaže Dennis Whyte, direktor MIT-ovog Centra za znanost i fuziju plazme, koji surađuje s CFS -om na razvoju SPARC-a. No, kad se tehnologija dokaže, to je neiscrpan izvor energije bez ugljika koji možete primijeniti bilo gdje i u bilo koje vrijeme. To je doista temeljno novi izvor energije."
Fuzija je proces koji pokreće Sunce - spajanjem dva mala atoma u veći, oslobađajući ogromne količine energije. No, proces zahtijeva temperature daleko iznad one koju bi mogao izdržati bilo koji čvrsti materijal. Da bi se uhvatio izvor energije Sunca ovdje na Zemlji, potreban je način hvatanja i zadržavanja nečega što je vruće - 100.000.000 stupnjeva ili više - suspendiranjem na način koji sprječava njegov kontakt s bilo čime čvrstim.
Do sada je jedini način postizanja kolosalno moćnih magnetskih polja potrebnih za stvaranje magnetske "boce" sposobne sadržavati plazmu zagrijanu do stotina milijuna stupnjeva bio da ih se poveća. No, novi visokotemperaturni supravodički materijal, izrađen u obliku ravne vrpce, omogućuje postizanje većeg magnetskog polja u manjem uređaju, što je jednako performansama koje bi se postigle u aparatu 40 puta većem od volumena pomoću konvencionalnih niskotemperaturnih supravodljivih magneta. Taj skok snage u odnosu na veličinu ključni je element u revolucionarnom dizajnu ARC-a.
Korištenje novih visokotemperaturnih supravodljivih magneta omogućuje primjenu desetljeća eksperimentalnog znanja stečenog radom eksperimenata s tokamakom, uključujući vlastitu seriju Alcator iz MIT-a. Novi pristup koristi dobro poznati dizajn, ali sve smanjuje na otprilike polovicu linearne veličine i još uvijek postiže iste radne uvjete zbog većeg magnetskog polja.
Izvor: Phys Org