Fusionsstyrke har været videnskabsfolk, miljøforkæmpere og futurister i næsten et århundrede. I de sidste par årtier har forskere forsøgt at finde en måde at skabe bæredygtige fusionsreaktioner, der ville give mennesker en ren, rigelig energi, som til sidst ville bryde vores afhængighed af fossile brændstoffer og andre urene metoder.
I de senere år er der gjort mange positive fremskridt, der bringer "fusion-æraen" tættere på virkeligheden. Senest arbejdede videnskabsmænd med Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST) - alias. den "kinesiske kunstige sol" - satte en ny rekord ved superopvarmende skyer af brintplasma til over 100 millioner grader - en temperatur, der er seks gange varmere end selve solen!
Mens forskere er i stand til at smelte brændstofatomer til at producere energi, har snublesten altid nået det, der er kendt som ”break even point”. Det er her energien, der produceres ved en selvoprettholdt fusionsreaktion, er lig med den energi, der er nødvendig for at initiere den. Og selvom vi endnu ikke har nået dette punkt, kommer forskere tættere på hele tiden.
I øjeblikket er de to mest populære metoder til produktion af fusionskraft den inertielle indeslutningstilgang og tokamak-reaktoren. I det førstnævnte tilfælde bruges lasere til at smelte sammen pellets af deuterium (H² eller "tungt brint") til at skabe en fusionsreaktion. I sidstnævnte involverer processen et torusformet indeslutningskammer, der bruger magnetiske felter og en intern strøm til at begrænse plasma med høj energi.
Ved at superopvarme dette plasma og holde dets stabile, kan der skabes en selvbærende fusionsreaktion. Mens andre tokamak-reaktorer er afhængige af magnetiske spoler for at holde en plasma-torus stabil, er den kinesiske EAST-reaktor afhængig af magnetfelterne, der er produceret af selve det bevægende plasma for at holde torusen i kontrol. Dette gør det mindre stabilt, men tillader fysikere at øge varmeniveauet.
Efter en fire måneder lang kampagne kunne EAST-forskerteamet integrere fire typer varmekraft for at nå en ny temperaturrekord. Disse omfattede lavere hybridbølgeopvarmning, elektroncyklotronbølgeopvarmning, ioncyklotronresonansopvarmning og neutral stråleionopvarmning. Gennem disse kombinerede metoder blev plasma-strømtæthedsprofilen optimeret.
Når videnskabsteamet formåede at optimere koblingen af de fire forskellige opvarmningsteknikker, var de i stand til at skabe en sky af ladede partikler, der indeholdt elektroner opvarmet til mere end 100 millioner ° C. De overskred også et kraftindsprøjtningsniveau på 10 MegaWatts (MW) og øgede den lagrede plasma til 300 kilojoules (kJ).
Dette er ikke første gang, at forskere ved CASHIPS rapporterer, at de nåede en fusion-milepæl. I 2016 meddelte teamet, at de havde produceret brintgas, der var tre gange varmere end solens kerne (ca. 50 millioner ° C; 90 millioner ° F), og var i stand til at opretholde denne temperatur i en rekordstor 102 sekunder.
Med dette seneste eksperiment fordoblede EAST-teamet ikke kun temperaturen på plasma-torusen (satte en ny rekord), men det lykkedes også at løse en række problemer, der er afgørende for at opnå stabil drift. For eksempel løste de indeslutningen af partikel- og kraftudstødning, hvis tidspunkt skal være helt rigtigt for at opretholde en vedvarende fusionsreaktion.
Eksperimentet leverede også nøgledata til validering af varmeudstødnings-, transport- og aktuelle drivmodeller, som alle vil være afgørende for gennemførelsen af flere større fusionsprojekter. Disse inkluderer den internationale termonukleare eksperimentelle reaktor (ITER), den kinesiske fusionsteknologi testreaktor (CFETR) og DEMOnstration Power Station (DEMO).
OST, der oprindeligt blev bygget i 2006, er blevet en fuldstændig åben testfacilitet, der giver det globale videnskabelige samfund mulighed for at udføre stabile operationer og fysikforskning. Og i betragtning af at ØST-teamet endnu en gang formåede at skabe temperaturforhold ud over solen, virker kælenavnet "kinesisk kunstig sol" næppe som en strækning!
Alderen for ren energi bliver nærmere, og ikke et øjeblik for tidligt!
