Έσπασε ένα θεωρητικό όριο της πυρηνικής σύντηξης

Η πυρηνική σύντηξη είναι το “Άγιο Δισκοπότηρο” της φυσικής, αφού μπορεί να προσφέρει απεριόριστη, βιώσιμη ενέργεια με διεργασίες όμοιες με αυτές που λαμβάνουν χώρα στο εσωτερικό του Ήλιου. Παρόλο που έχουν γίνει σημαντικά βήματα σε αυτόν τον τομέα, η τεχνολογία μας δεν έχει φτάσει ακόμα σε επίπεδο που να κάνει πραγματικότητα τη σύντηξη, ωστόσο μία νέα έρευνα έσπασε ένα θεωρητικό όριο των tokamak αντιδραστήρων.

Ο λόγος για το όριο Greenwald, του οποίου οι μηχανισμοί δεν είναι ακόμα απολύτως κατανοητοί, αλλά ο εμπειρικός κανόνας βάζει ένα όριο στην πυκνότητα των ηλεκτρονίων μέσα στο καυτό πλάσμα του αντιδραστήρα. Το όριο αυτό έσπασε λοιπόν κατά δέκα φορές, προσφέροντας ένα βήμα μπροστά στη σταθερότητα και στην απόδοση των αντιδραστήρων πυρηνικής σύντηξης tokamak.

Ο αντιδραστήρας tokamak χρησιμοποιεί ηλεκτρισμό για να οδηγήσει το καυτό πλάσμα στο κέντρο ενός μεγάλου, κοίλου δακτυλίου. Τα μαγνητικά πεδία σε αυτό βοηθούν να κρατούνται τα φορτισμένα σωματίδια περιορισμένα, ωστόσο το πλάσμα είναι αρκετά ασταθές και περιορίζεται από το όριο της πυκνότητας των ηλεκτρονίων σε αυτό. Μία μεγαλύτερη πυκνότητα ηλεκτρονίων σημαίνει περισσότερες αντιδράσεις και επομένως περισσότερη ενέργεια.

Οι ερευνητές διαπίστωσαν πως η μέγιστη πυκνότητα τελικά ορίζεται από τον περιορισμό του hardware και όχι της αστάθειας του πλάσματος. Αγώγιμα τοιχώματα με μεγαλύτερο πάχος για να σταθεροποιούν τα μαγνητικά πεδία και μία προσαρμόσιμη παροχή ρεύματος βάσει του feedback, έκανε δυνατή την αύξηση της πυκνότητας των ηλεκτρονίων μέσα στο πλάσμα κατά δέκα φορές.

Αυτό που μένει τώρα είναι η εφαρμογή της νέας μεθόδου και σε άλλους αντιδραστήρες, η αύξηση των θερμοκρασιών και η αύξηση της κλίμακας.

Η έρευνα δημοσιεύθηκε στο Physical Review Letters.