Fusjonsmakt har vært den drømte drømmen til forskere, miljøvernere og futurister i nesten et århundre. I løpet av de siste tiårene har forskere forsøkt å finne en måte å skape bærekraftige fusjonsreaksjoner som vil gi mennesker ren, rikelig energi, som til slutt vil bryte vår avhengighet av fossile brensler og andre urene metoder.
I løpet av de siste årene har det blitt gjort mange positive skritt som bringer "fusion era" nærmere virkeligheten. Senest forskere som jobber med Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST) - aka. den "kinesiske kunstige solen" - satte en ny rekord med superoppvarmende skyer av hydrogenplasma til over 100 millioner grader - en temperatur som er seks ganger varmere enn solen selv!
Mens forskere er i stand til å smelte sammen atomer av hydrogen for å produsere energi, har snublesteinen alltid nådd det som er kjent som "break even point". Det er her energien som produseres av en selvopprettholdt fusjonsreaksjon er lik energien som trengs for å sette i gang den. Og selv om vi ennå ikke har nådd dette punktet, kommer forskere nærmere hele tiden.
For øyeblikket er de to mest populære metodene for å produsere fusjonskraft den inertielle inneslutningen og tokamak-reaktoren. I det tidligere tilfellet brukes lasere til å smelte sammen pellets av deuterium (H², eller "tungt hydrogen") for å skape en fusjonsreaksjon. I det siste involverer prosessen et torusformet innesperringskammer som bruker magnetiske felt og en indre strøm for å begrense plasma med høy energi.
Ved å superoppvarme dette plasmaet og holde det stabilt, kan det opprettes en selvopprettholdende fusjonsreaksjon. Mens andre tokamak-reaktorer er avhengige av magnetiske spoler for å holde en plasma-torus stabil, er den kinesiske EAST-reaktoren avhengig av magnetfeltene produsert av det bevegelige plasmaet selv for å holde torusen i sjakk. Dette gjør det mindre stabilt, men lar fysikere øke varmen.
Etter en fire måneder lang kampanje klarte EAST-vitenskapsteamet å integrere fire typer varmekraft for å nå en ny temperaturrekord. Disse inkluderer lavere hybridbølgevarme, elektron-syklotronbølgeoppvarming, ionecyklotron-resonansoppvarming og nøytral stråle-ion-oppvarming. Gjennom disse kombinerte metodene ble plasmastrømtetthetsprofilen optimalisert.
Når vitenskapsteamet klarte å optimalisere koblingen av de fire forskjellige oppvarmingsteknikkene, var de i stand til å lage en sky av ladede partikler som inneholdt elektroner som varmet opp til mer enn 100 millioner ° C. De overskred også et kraftinjeksjonsnivå på 10 MegaWatts (MW), og økte den lagrede energien til plasma til 300 kilojoule (kJ).
Dette er ikke første gang forskere ved CASHIPS rapporterer om å nå en fusjonsmilepæl. I 2016 kunngjorde teamet at de hadde produsert hydrogengass som var tre ganger varmere enn solens kjerne (ca. 50 millioner ° C; 90 millioner ° F), og var i stand til å opprettholde denne temperaturen for en rekordstor 102 sekunder.
Med dette siste eksperimentet doblet EAST-teamet ikke bare temperaturen på plasma-torusen (satte ny rekord), de klarte også å løse en rekke problemer som er avgjørende for å oppnå stabil drift. For eksempel løste de inneslutningen av partikkel og kraftuttak, hvis tidspunkt må være helt riktig for å opprettholde en vedvarende fusjonsreaksjon.
Eksperimentet ga også nøkkeldata for validering av varmeeksos, transport og aktuelle drivmodeller, som alle vil være avgjørende for realiseringen av flere større fusjonsprosjekter. Disse inkluderer den internasjonale termonukleære eksperimentelle reaktoren (ITER), den kinesiske fusjonsingeniør testreaktoren (CFETR) og DEMOnstration Power Station (DEMO).
EAST ble opprinnelig bygget i 2006, og har blitt et fullt åpent testanlegg som lar det globale vitenskapelige samfunnet utføre drift med jevn tilstand og fysikk. Og gitt at ØST-teamet nok en gang klarte å skape temperaturforhold i overkant av sola, virker kallenavnet “Chinese artific Sun” neppe som en strekning!
Alderen på ren energi begynner å komme nærmere, og ikke et øyeblikk for snart!
