Тоа би можело да започне ера на неограничена чиста, безбедна и достапна енергија за да се задоволи светската побарувачка.
Сега, „светиот грал“ на производството на енергија – нуклеарната фузија, која ги прави сонцето и ѕвездите да светат – дојде чекор поблиску.
Научниците го вклучија JT-60SA, фузија уред од 500 милиони фунти со дијаметар од околу 40 стапки, лоциран во Нака северно од Токио, Јапонија .
JT-60SA содржи вртлива плазма загреана на 200 милиони степени Целзиусови (360 милиони степени Целзиусови).
Ова е прагот каде атомите на водород можат да почнат да се спојуваат во хелиум, ослободувајќи одржлива енергија во процесот што може да стави крај на фосилните горива .
Најголемиот нуклеарен реактор во светот се гради во Јапонија
Користи магнетни полиња од суперспроводливи калеми за да содржи вжештено жежок облак од јонизиран гас, или плазма, во вакумски сад во облик на крофна, со надеж дека ќе ги поттикне водородните јадра да се спојат и да испуштаат енергија.
Што е нуклеарна фузија?
Спојувањето вклучува ставање на атоми на водород под висока топлина и притисок додека не се спојат во потешки атоми на хелиум.
Кога јадрата на деутериум и тритиум - кои можат да се најдат во водородот - се спојуваат, тие формираат јадро на хелиум, неутрон и многу енергија.
Ова се прави со загревање на горивото на температури повисоки од 150 милиони °C, формирајќи топла плазма.
Силните магнетни полиња се користат за да се одржи плазмата подалеку од ѕидовите за да не се олади и да не го изгуби енергетскиот потенцијал.
Тие се произведуваат со суперспроводливи калеми што го опкружуваат садот и со електрична струја што се движи низ плазмата.
За производство на енергија. плазмата треба да биде ограничена на доволно долг период за да дојде до фузија.
Изграден и управуван заеднички од Европа и Јапонија, JT-60SA ќе биде најголемиот светски реактор за фузија до завршувањето на ITER во Франција .
Други помали реактори се градат и тестираат - вклучувајќи го и ST40 во Оксфордшир - како прв чекор кон она што би можело да биде електрани со нуклеарна фузија ширум светот, кои обезбедуваат електрична енергија за домовите.
Засега, примарниот фокус на JT-60SA е како истражувачка постројка и да се истражи како всушност ќе работат електраните со фузија што ќе бидат изградени еден ден.
Според експертите, ќе бидат потребни уште две години пред JT-60SA да произведе долготрајни плазми потребни за значајни физички експерименти.
На церемонијата на инаугурација на JT-60SA во петокот, заменик водачот на проектот Сем Дејвис рече дека јапонскиот уред „ќе нè доближи до енергијата на фузија“.
„Тоа е резултат на соработка помеѓу повеќе од 500 научници и инженери и повеќе од 70 компании низ Европа и Јапонија“, рече тој.
Еврокомесарот за енергија Кадри Симсон рече дека JT-60SA е „најнапредниот токамак во светот“, нарекувајќи го почетокот на операциите „пресвртница за историјата на фузијата“.
„Фузијата има потенцијал да стане клучна компонента за енергетскиот микс во втората половина на овој век“, рече Симсон.
JT-60SA – која започна да се конструира во 2009 година – е шесткатна машина со димензии 50 стапки висока и 44 стапки широка.
Како и другите реактори за фузија, водородниот гас во садот „токамак“ во облик на крофна на JT-60SA се загрева за да стане „плазма“ - супа од позитивно наелектризирани честички (јони) и негативно наелектризирани честички (електрони).
Плазмата - која често се нарекува четврта состојба на материјата по цврста, течна и гасна - опфаќа над 99 проценти од видливиот универзум и го сочинува најголемиот дел од нашето сонце.
Најголемиот експериментален реактор за нуклеарна фузија во светот беше отворен во петокот во Јапонија, технологија во повој, но некои ја наведоа како одговор на идните енергетски потреби на човештвото.
На сликата, JT-60SA, најголемиот светски реактор за нуклеарна фузија изграден до денес, пред неговата инаугурација во градот Нака, префектурата Ибараки, Јапонија
Моќта на фузија работи со судир на тешки атоми на водород за да се формира хелиум - ослободувајќи огромни количини на енергија во процесот, како што се случува природно во центарот на ѕвездите
Поглед на ST40 'сферичен токамак' однадвор (лево) и внатре (десно)
Во токамакот, плазмата е заробена и под притисок од магнетни полиња се додека честичките со енергија на плазмата не почнат да се судираат.
Како што честичките се спојуваат во хелиум, тие ослободуваат огромно количество енергија, имитирајќи го процесот што природно се случува во центарот на ѕвездите.
Фузијата се разликува од фисијата (техниката која моментално се користи во нуклеарните централи), бидејќи првата спојува две атомски јадра наместо да раздели едно (фисија).
За разлика од фисијата, фузијата не носи ризик од катастрофални нуклеарни несреќи - како онаа забележана во Фукушима во Јапонија во 2011 година - и произведува многу помалку радиоактивен отпад од сегашните електрани, велат нејзините експоненти.
Додека нуклеарната фузија е во повој, некои ја сметаат за одговор на идните енергетски потреби на човештвото.
Електраните со фузија може да ги намалат емисиите на стакленички гасови од секторот за производство на електрична енергија, кој е еден од главните извори на овие емисии на глобално ниво.
Фузијата на крајот би можела да се бори против климатските промени со замена на изворите на енергија кои испуштаат стакленички гасови, како што се јаглен и гас.
Светиот грал на чиста енергија: На сликата е како функционира реактор, заснован на оној развиен од Токамак енерџи, со седиште во Милтон, Оксфордшир
Што е фузија енергија и како научниците се обидуваат да ја произведат?
Целта на JT-60SA е да ја истражи изводливоста на фузијата како безбеден, голем и без јаглерод извор на нето-енергија - со повеќе генерирана енергија отколку што се вложува за нејзино производство.
Овој подвиг на „нето енергетска добивка“ беше постигнат пред една година во Националната постројка за палење во Националната лабораторија Лоренс Ливермор во Калифорнија, дом на најголемиот ласер во светот.
Објектот во САД користи поинаков метод од ITER и JT-60SA познат како инерцијално затворање фузија, во кој ласерите со висока енергија се насочуваат истовремено во цилиндар со големина на напрсток кој содржи водород.
Американската влада го нарече резултатот „значајно достигнување“ во потрагата по извор на неограничена, чиста моќ и крај на потпирањето на фосилните горива што емитуваат јаглерод.
Фузија е процес со кој гасот се загрева и се дели на неговите составни јони и електрони.
Тоа вклучува лесни елементи, како што е водородот, кои се преплетуваат за да формираат потешки елементи, како што е хелиумот.
За да се случи фузија, атомите на водород се ставаат под висока топлина и притисок додека не се спојат заедно.
Токамакот (впечаток на уметникот) е најразвиениот систем за магнетно затворање и е основа за дизајнирање на многу современи реактори за фузија. Виолетовата боја во центарот на дијаграмот ја покажува плазмата внатре
Кога јадрата на деутериум и тритиум - кои можат да се најдат во водородот - се спојуваат, тие формираат јадро на хелиум, неутрон и многу енергија.
Ова се прави со загревање на горивото на температури повисоки од 150 милиони °C и формирање на топла плазма, гасовита супа од субатомски честички.
Силните магнетни полиња се користат за да се држи плазмата подалеку од ѕидовите на реакторот, за да не се олади и да не го изгуби својот енергетски потенцијал.
Овие полиња се произведуваат со суперспроводливи калеми што го опкружуваат садот и со електрична струја што се движи низ плазмата.
Неверојатно видео од внатрешноста на реактор за фузија
За производство на енергија, плазмата треба да биде ограничена на доволно долг период за да дојде до фузија.
Кога јоните ќе станат доволно жешки, тие можат да ја надминат својата меѓусебна одбивност и да се судрат, спојувајќи се заедно.
Кога тоа ќе се случи, тие ослободуваат околу еден милион пати повеќе енергија од хемиска реакција и три до четири пати повеќе од конвенционалниот реактор за нуклеарна фисија.