Реакциите на фузија во токамаците би можеле да произведат многу повеќе енергија отколку што се мислеше, според студијата на физичари предводени од д-р Паоло Ричи од швајцарскиот центар за плазма во Лозана, објавена во списанието Physical Review Letters.
Во студијата, физичарите го ревидираа т.н. Гринвалдов закон, еден од принципите што беше основа на истражувањето на плазмата и фузијата во последните 34 години. Ова може да влијае и на развојот на проектот ITER (Меѓународен термонуклеарен експериментален реактор), кој има за цел да завладее со производството на енергија од фузија.
ITER, вреден околу 22 милијарди евра, е денешниот најголем меѓународен научен проект во кој се вклучени ЕУ, Кина, Јапонија, Јужна Кореја, Индија, Русија и САД. Овие политички често спротивставени земји се обединети во намерата да создадат „мини Сонце“ на Земјата, односно да ги решат енергетските проблеми на нашата планета со производство на енергија преку фузија. Изградбата на ITER започна во 2006 година, а се очекува да биде завршена кон крајот на 2025 година.
Фузија е процес на спојување на јадрата на лесни атомски елементи, со што се ослободува огромна количина на енергија. Овој процес се одвива на Сонцето и другите ѕвезди. Реакцијата на фузија е навидум едноставна: на пример, водородните изотопи деутериум и тритиум се комбинираат за да формираат хелиум и неутрони. За да се случи ова, горивото мора да биде во состојба на плазма, односно да се загрее на повеќе од 150 милиони степени Целзиусови. Понатаму, за да се спојат јадрата, плазмата со доволна густина мора да се чува доволно долго без контакт со ѕидовите на садот во кој се наоѓа. Ова се постигнува со користење на силни магнетни полиња во т.н. магнетни шишиња или токамаци дизајнирани од руските физичари Андреј Сахаров и Игор Там врз основа на идејата на Олег Лаврентиев.
Американскиот физичар Мартин Гринвалд од Технолошкиот институт во Масачусетс (MIT) во 1988 година формулираше закон кој лежи во основата на стратегиите за градење токамаци, вклучително и ITER.
„Ограничувањето на Гринвалд е максималниот број на плазма честички што можат да се компресираат во токамак, со стабилна работа без пенетрација во плазмата. Таа е пропорционална на тороидалната струја генерирана од ротацијата на плазмата околу токамаците. Тој е обратно пропорционален на квадратот на внатрешниот радиус на вакуумската комора токамак. Механизмот не е сосема јасен, ниту е јасно како се скалира кон уште поголеми токамаци од постоечките. Може да се направи компактен токамак - како британскиот MAST (Mega-Ampere Spherical Tokamak), но бара многу голема плазма струја. Надминувањето на оваа граница - да речеме, премногу гориво за фузија или премалку плазма струја - предизвикува дефект на плазмата (Edge Localized Mode - ELM), слично на протуберанциите на Сонцето, што може да го оштети или целосно да го уништи токамакот. На пример, британскиот JET се тресе два инчи кога ќе го погоди силен ELM. Сите нè интересира како ќе се однесува ITER во ELM каде моќта на плазмата ќе биде многу поголема“, коментира д-р Тончи Тадиќ, раководител на хрватските активности за фузија во рамките на конзорциумот EUROfusion и координатор на Советот на европскиот проект DONES-PreP.
Кога ќе биде завршен, ITER токамакот ќе биде висок 28 метри и 29 метри во дијаметар, приближно колку меморијалниот споменик Џеферсон во Вашингтон. Ќе тежи 23.000 тони, што е двојно повеќе од Ајфеловата кула во Париз. Понатаму, комплетниот ITER ќе содржи 10 милиони различни компоненти. Сега, студијата на научниците од швајцарскиот центар за плазма покажа дека ITER токамакот може да работи со двојно поголема количина на плазма и затоа генерира повеќе енергија на фузија.
„Во секој случај, целта е експерименталниот реактор за фузија ITER и идната централа за фузија DEMO да работат стабилно, можеби со помала плазма моќност, но секако во рамките на границата на Гринвалд и без ELM. Нема смисла да се има спектакуларна плазма компресија на работ или над ограничувањето на Гринвалд, која ќе биде прва и последна поради силната ELM. Потребна ни е ‘досадна’ фузиска електрана DEMO, која работи стабилно“, заклучи Тончи Тадиќ.
