Kodolsintēzes jauda jau sen tiek uzskatīta par alternatīvās enerģijas svēto Grālu. Tīrs, bagātīgs spēks, kas radīts pašpietiekamā procesā, kurā atomu kodoli tiek sakausēti ārkārtīgi augstā temperatūrā. Atomu pētnieku un fiziķu mērķis vairāk nekā pusgadsimtu ir bijis šā mērķa sasniegšana, taču progress ir bijis lēns. Kaut arī zinātne, kas atbalsta kodolsintēzes jaudu, ir pamatīga, process nav bijis īsti praktisks.
Īsāk sakot, saplūšanu var uzskatīt par dzīvotspējīgu enerģijas veidu tikai tad, ja reakcijas ierosināšanai patērētais enerģijas daudzums ir mazāks par saražoto. Par laimi, pēdējos gados šī mērķa sasniegšanai ir sperti vairāki pozitīvi pasākumi. Jaunākais nāk no Ķīnas, kur eksperimentālā uzlabotā supravadītāja Tokamaka (EAST) pētnieki nesen ziņo, ka ir sasnieguši saplūšanas pavērsienu.
Gadu gaitā ir ierosinātas un pārbaudītas daudzas dažādas kodolsintēzes koncepcijas. Pašlaik divi vispopulārākie dizainparaugi ir inerces ierobežošanas pieeja un tokamaka reaktors. Pirmajā gadījumā deitērija kurināmā granulu kausēšanai izmanto lāzerus, lai radītu saplūšanas reakciju. Pēdējā minētajā procesā tiek iesaistīta trosa formas norobežošanas kamera, kurā magnētiskie lauki un iekšējā strāva tiek ierobežota ar augstas enerģijas plazmu.
Izmantojot tokamaku, kam ir trīs atšķirīgas iezīmes - ne-apaļa šķērsgriezuma, pilnībā supravadoši magnēti un pilnīgi aktīvi ar ūdeni atdzesēti plazmas pārklājuma komponenti (PFC) - zinātnieki EAST objektā pagājušajā nedēļā paziņoja, ka viņi spēj radīt ūdeņraža gāzi, kas bija trīs reizes karstāks nekā Saules kodols (aptuveni 50 miljoni ° C; 90 miljoni ° F) un spēja saglabāt šo temperatūru rekordlielas 102 sekundes.
Tas nav mazs sasniegums, jo saplūšanas spēka radīšanai būtiska ir norobežošanās un noturīga temperatūra. Pēc ierosināšanas kodolsintēzes reaktoriem jāspēj ilgstoši uzturēt reakciju, galvenokārt tāpēc, ka tās ierosināšanai nepieciešamais enerģijas daudzums ir ievērojams. Bet, protams, ir ļoti grūti un potenciāli bīstami uzturēt un norobežot tik augstas enerģijas plazmu.
Spēja uzturēt augstas enerģijas plazmu vairāk nekā pusotru minūti, ir novietota EAST iekārta, kas ir daļa no Fizikas zinātnes institūta Hefei pilsētā Jiangshu, kas ir solis priekšā pasaules saplūšanas sacensībās. Atjaunojot stabilos apstākļus, kādos saplūšana notiek dabiski - t.i., Saules iekšienē -, cilvēce varētu būt vienu soli tuvāk sapnim par tīru un praktiski neierobežotu enerģiju.
Bet, protams, pret šo prasību ir zināma skepse. Līdz šim ir bijis tikai Fizikālās zinātnes institūta paziņojums turpināt darbu. Un kamēr nav iesniegti recenzēti rezultāti, pretenzija netiks apstiprināta. Tomēr, ja viņu rezultāti tiks apstiprināti, tas nozīmēs, ka, iespējams, būs zināma konkurence, lai redzētu, kuri var iegūt arvien labākus rezultātus. Un tā konkurence jau var būt!
Tikai dažas dienas pirms tam, kad EAST iekārta paziņoja par šo pagrieziena punktu, Karlsrūes Tehnoloģiju institūta (KIT) pētnieki Vācijā veica savu paziņojumu. Šeit pētnieki apgalvoja, ka Wendelstein 7-X (W7X) stellarators - lielākais šāda veida kodolsintēzes reaktors - pirmo reizi ir veiksmīgi spējis radīt un uzturēt ūdeņraža plazmu.
Pēc formas, kas līdzīga tokamakam, stellerators izmanto savīti gredzenus un ārējos magnētus, lai ierobežotu plazmu. Wendelstein 7-X, kas ir viens no pazīstamākajiem stellaratoru piemēriem, spēja sasildīt ūdeņraža gāzi līdz 80 miljoniem grādu pēc Celsija un uzturēt šo plazmas mākoni ceturtdaļas sekundes laikā. Īsāk sakot, viņi panāca reakciju, kas ražoja vairāk enerģijas, bet daudz mazāk laika.
Nākamajos gados kodoltermiskās enerģijas jomā ir sagaidāms vairāk jaunumu, jo projekti, piemēram, Starptautiskais eksperimentālais kodoltermiskais reaktors (ITER), nonāk tiešsaistē. ITER, kas atrodas Francijas dienvidos, izmantos pasaulē lielāko eksperimentālo tokamaka reaktoru, un tas būs līdz šim lielākais kodolsintēzes eksperiments. EAST iekārta ir norādījusi, ka tā plāno tieši iesaistīties ITER un izmantos viņu pieredzi un zināšanas.
Lai gan mēs joprojām daudzus gadus esam prom no kodolsintēzes reaktoriem, kas atrisina visas mūsu problēmas enerģētikas jomā, ir labi zināt, ka mēs speram atbilstošus pasākumus, lai to padarītu par realitāti. Kas zina? Kādu dienu mūsu bērni (vai mazbērni) var atskatīties uz 21. gadsimta sākumu kā “pirmstermiskās apstrādes laikmetu” un brīnīties, kā tas mums kādreiz ir izdevies?
