Stelarator vs. tokamak (fuzioni reaktori)
 |
| Image: adapted for Science by C. Bickel |
Oni koji nešto čitaju o nuklearnoj fuziji znaju šta je tokamak - uređaj "oblika amerilčke krofne" u kojem se kreće ionizirani gas tj. plazma, đavolski zagrijana kako bi se nukleusi hidrogena mogli spajati u teže nukleuse. Međutim, tokamak - krotitelji plazme ne daju baš rezultate kakve naučnici očekuju, pa je čovječanstvo još daleko od dobivanja fuzione energije.
Međutim, u Njemačkoj su napravili ponešto drugačiju komoru za "kroćenje plazme" - stelator. Mašina vrijedna milijardu dolara se zove Wendelstein 7-X (W7-X). Unutar ovog prstena, širine 16 m, nalazi se 50 magnetnih navoja, svaki ima po 6 tona.
Izvana, stelarator izgleda vrlo čudno - izgleda kao neuređeni skup dijelova nabacanih po ogromnom metalnom prstenu, tj. izgleda ovako:
 |
| image source: Science |
 |
| Izvor: Science |
Cijela bit tokamaka i stelaratora jeste da to budu dovoljno izdržljivi kontejneri za gas zagrijan na preko 100 miliona stepeni jer se na takvim temperaturama elektroni odvajuju od atoma, te ostaju čista jezgra atoma (tj. protoni hidrogena) koji se mogu stapati i teža. Oblik torusa unutar ovih magnetnih "kaveza za plazmu" omogućava kontinuirano kretanje plazme. Ali, ovaj oblik ima jednu manu - kod planarnog torusa magnetno polje je jače u unutrašnjosti torusa, a slabije na rubovima, te čestice plazme često udaraju u zidove jer "pobjegnu" magnetnom polju.
Stelaratori i tokamak "uvrću" - zapravo plazma "teče" tako da jezdre koje su u jednom trenutnu bile dalje od centra u idućem budu bliže te se tako poništava slabljenje magnetnog polja prema vani. Međutim, tokamak je bio nešto bolji u držanju plazme. Prvi tokamak je izgrađen 1956 na Hациональный исследовательский центр "Курчатовский Институт" u SSSR, a prvi stelator 1951. na Princetonu, SAD.
Stelaratori prave dosta smetnji u protoku plazme, koji postaje manje "gladak", dok kod tokamaka postoji opasnost da se protok plazme u nekom trenutku smanji ili da dođe do manjih prekida u protoku (plazma "promuca", "kašlje") što može dovesti do oštećenja reaktora. Kod stelatora se ovo ne događa.
Eh, sad, nije da su naučnici u Njemačkoj napravili nešto skroz novo - veliki stelarator postoji u Japanu (LHD - Large Helical Device), ali su ga unaprijedili - Jürgen Nührenberg i Allen Boozer sa Max Planck Institute for Plasma Physics (IPP) su optimizirali dizajn stelaratora kreiravši kvazisimetrično polje.
Kreiranje ove mašine je trajalo 19 godina, ali se naučnici nadaju da će ovako kompleksan dizajn uspjeti obezbijediti kvalitetan magnetski kavez za plazmu.
Svaka komponenta ovog uređaja je morala biti napravljena sa milimetarskom preciznošću. Valjda su Nijemci talentovani za to:
 |
| Image credit: IPP/Wolgang Pilser |
Idući korak nakon ITER jeste ogledni reaktor DEMO. Da li će DEMO imati tokamak ili stelarator, još nije jasno, ali stručnjaci kažu da bi nakon pojave W7-X to ipak mogao biti prije stelarator.
Primjedbe
Objavi komentar