Физичарите од американската национална лабораторија за физика на плазма во Принстон (PPPL) мапираа нова патека за палење на фузијата која бара значително помалку потрошена енергија за загревање на реакторот. Нивниот математички модел, објавен во научното списание Physical Review Letters, покажува дека горивото треба да се вбризгува дури откако плазмата ќе ја постигне потребната работна температура. Ова откритие нуди директна насока за надминување на седумдецениската пречка што го кочи развојот на комерцијалните фузиски електрани.
Истражувачкиот тим предводен од физичарите Луис Делгадо-Апарисио, Масајуки Оно и Џонатан Менард го преиспита критериумот на Лосон, поставен уште во 1950-тите години. Додека традиционалниот пристап предвидува прво згуснување на горивото, па потоа масивно додавање топлина, научниците од Принстон го свртеа редоследот. Нивната рута води низ таканареченото „седло на Кордеј“ – најниската енергетска точка што ја дели плазмата што бара надворешно загревање од онаа што гори самостојно.
„Многу компании сакаат да се искачат право на планинскиот врв трошејќи огромно количество енергија. Ние покажуваме како тој врв да се заобиколи. Стигнувате на истото место на многу попаметен начин, со далеку помалку ресурси“, објаснува Делгадо-Апарисио.
Досегашните теоретски модели ги пресметуваа термодинамичките загуби поединечно, со што се добиваше премногу оптимистичка слика за однесувањето на реакторите. Тимот на PPPL првпат во една пресметка вгради четири клучни појави од практиката: таложењето на хелиумскиот пепел што го разредува горивото, радијациските загуби на честичките, истекувањето на топлината од јадрото и влијанието на нечистотиите од ѕидовите.
Резултатите покажуваат дека дури и ситни траги од волфрам, метал што повеќето модерни фузиски постројки го користат како облога поради високата точка на топење, имаат драстичен ефект. Доволно е само еден атом на волфрам на 10.000 честички гориво за двојно да се зголеми притисокот потребен за одржување на реакцијата. Сепак, истите тие загуби на енергија дејствуваат и како природен осигурувач против прегревање, спречувајќи неконтролирана топлинска реакција.
За да се неутрализира овој проблем, истражувачите препорачуваат заштитни облоги од течен литиум кои го блокираат навлегувањето на волфрамот, како и употреба на спин-поларизирано гориво што ја зголемува стапката на фузија.
лобалната трка за фузија се одвива преку големи државни системи како ИТЕР (ITER) и низа приватни стартапи кои градат токомаци со силни магнетни полиња. Овие експерименти чинат десетици милијарди евра, а секоја погрешна инженерска претпоставка чини драгоцено време.
Доколку лабораториските тестови го потврдат пристапот на PPPL, комерцијалните пилот-проекти ќе можат да се проектираат со значително помали димензии и пониски оперативни трошоци.
