Tokamaki viimane pingutus - kinni pandud tuumareaktoris saavutati kõigi aegade rõhurekord

Ehkki viimasel ajal on tähelepanu keskmes olnud mittefossiilsed energiaallikad nagu päikese- ja vesinikuenergia, on alternatiivse energia uuringute püha graal jätkuvalt siiski termotuumasüntees, mis võiks teoreetiliselt kujuneda ammendamatuks puhta energia allikaks.

Selleks, et taoline aatomite tuumasid kokku rammiv tehnoloogia teoks saaks, peavad teadlased sisuliselt matkima Päikese tuumas valitsevaid äärmuslikke tingimusi. Massachusettsi tehnikainstituudi MIT uurijad astusid äsja sammukese lähemale termotuumasünteetilisele tulevikule sellega, et viisid plasma kõige suurema rõhu alla, mida seni termotuumasünteesi-reaktoris saavutatud on. Kirjutab New Atlas.

Termotuumasünteesi käigus sunnitakse aatomite tuumad äärmiselt tugevatest tõukejõududest hoolimata sisuliselt omavahel liituma. Liitumisel vabaneb väga suur hulk energiat. Kui suur? Piisavalt suur, et hoida miljardeid aastaid käigus näiteks meie Päikest, mille tuumas vesinikumolekulid heeliumiks liituvad.

Juhitud termotuumasünteesi-protsessi (ingl controlled nuclear fusion — mitte ajada segamini juhitamatu termotuumasünteesiga, mis leiab aset nt vesinikupommi plahvatamisel) saavutamiseks Maal tuleb gaas kõigepealt kuumutada ülikõrgele temperatuurile, kus see muutub plasmaks. Plasmale avaldatakse äärmiselt suurt rõhku eesmärgiga hoida seda stabiilsena, ja see kängitsetakse võimsasse elektromagnetvälja.

Ehkki seadmetes, mida nimetatakse „tokamakkideks“, nagu nt Hiina eksperimentaalne ülijuht-tokamak EAST (ingl Experimental Advanced Superconducting Tokamak), on varem saavutatud sünteesireaktsiooni käivitamiseks vajalikke äärmuslikke temperatuure, väidavad MIT-i teadlased, et neil on esmakordselt õnnestunud jõuda ka seni saavutamatuks jäänud äärmuslike rõhkudeni.

MIT-is juba 23 aastat töötanud tokamakis Alcator C-Mod õnnestus uurijail viia plasma 2,05-atmosfäärise rõhu alla, mis on 15 protsenti parem 2005. aastal sama tokamakiga saavutatud eelmisest rekordrõhust 1,77 atmosfääri. Ülikool avaldas pressiteates lootust, et seekordne rekord jääb püsima vähemalt 15 aastaks või seni, kuni ehitatakse valmis mõni uus termotuumasünteesi juhtimise seade (näiteks selline, mille on välja pakkunud MIT-i enda teadlased).

Pressiteate kohaselt suutis Alcator C-Mod tekitada magnetvälja tugevusega kuni kaheksa teslat, mis on 160 000 korda tugevam Maa magnetväljast. Konkreetse rekordilise katse käigus jõudis tokamak väljatugevuseni 5,7 teslat. Samal ajal kuumenes plasma rohkem kui 35 miljoni kraadini Celsiuse järgi (mis on umbes kaks korda kõrgem Päikese tuumas valitsevast temperatuurist), kutsudes esile 300 triljonit sünteesireaktsiooni sekundis ja tootes 1,4 miljonit vatti energiat. Kõik see leidis aset ainult umbes ühe kuupmeetri suuruses kambris, mis tehnikainstituudi osutusel pole suurem riidekapist.

Kuna USA valitsus otsustas Alcator C-Mod’i projekti rahastamise peatada, on selle ekspluatatsioon nüüdseks lõpetatud. Rekordiline rõhk saavutati tokamaki viimasel „tööpäeval“.