Co je to fúze magnetického uvěznění?
Fúze magnetického uvěznění je přístup k jaderné fúzi, která zahrnuje pozastavení plazmy (ionizovaný plyn) v magnetickém poli a zvyšuje jeho teplotu a tlak na velké úrovně. Jaderná fúze je typ jaderné energie produkované, když se atomová jádra světla - vodík, deuterium, tritium nebo helium - spojují při velkých teplotách a tlacích. Veškeré světlo a teplo slunce pocházejí z jaderných fúzních reakcí probíhající v jeho jádru. Slunce může vůbec existovat - vnější tlak fúzních reakcí vyrovnává tendenci k gravitačnímu kolapsu.
Ačkoli lidstvo využilo štěpné energie - rozbila těžká jádra - pro jadernou energii, úspěšná fúzní síla nás stále uniká. Doposud každý pokus o generování fúzní energie spotřebovává více energie, než produkuje. Fúze magnetického uvěznění je jedním ze dvou populárních přístupů k jaderné fúzi - druhým je fúze inerciálního uvěznění, která zahrnuje bombardování aPalivová peleta s vysoce výkonnými lasery. V současné době existuje jeden projekt s více miliardami dolarů pro každou cestu-národní zapalovací zařízení ve Spojených státech sleduje fúzi setrvajícího uvěznění a mezinárodní termonukleární experimentální reaktor, mezinárodní projekt, sleduje fúzi magnetického uvěznění.
Experimenty ve fúzi magnetického uvěznění začaly v roce 1951, kdy Lyman Spitzer, fyzik a astronom, postavil hvězdičku, zařízení pro zadržení plazmy ve tvaru postavy. Hlavní průlom přišel v roce 1968, kdy ruští vědci představili tokamak design veřejnosti, torus, který by byl designem nejvíce magnetických fúzních zařízení, která přijde. V roce 1991 došlo k dalšímu kroku vpřed s výstavbou startu (malý těsný poměr stran Tokamak) ve Velké Británii, sféromak nebo sférický tokamak. Testování ukázalo, že toto zařízení je asi třije lepší než většina Tokamaků při iniciaci fúzních reakcí a sféromaks je i nadále pokračující oblastí vyšetřování ve výzkumu fúze.
Aby byly fúzní reakce účinné, musí být střed tokamakového reaktoru zahříván na teploty kolem 100 milionů Kelvin. Při takových vysokých teplotách mají částice obrovskou kinetickou energii a neustále se snaží uniknout. Jeden fúzní výzkum porovnává výzvu fúze magnetického uvěznění s výzvou stisknutí balónu - pokud tvrdě stisknete na jedné straně, jen se objeví na jiné. Při fúzi magnetického uvěznění způsobí, že toto „vyskočení“ způsobuje, že se částice vysokoteplotních částic sráží se stěnou reaktoru a škrábají kovové kousky v procesu známém jako „rozprašování“. Tyto částice absorbují energii a snižují celkovou teplotu omezeného plazmy a ztěžují dosažení správné teploty.
Pokud by mohla být zvládnuta síla fúze, mohla by se stát bezkonkurenčním zdrojem energie pro lidstvo, ale ani nejoptimističtější vědci neočekávají komerční výrobu energie před rokem 2030.