Reaktori kinez i fuzionit bërthamor EAST ka arritur të mbajë plazmën të qëndrueshme në dendësi ekstreme, duke shënuar një hap të madh përpara në fushën e fuzionit bërthamor dhe duke e afruar potencialisht njerëzimin drejt përdorimit të energjisë së pastër pothuajse të pakufizuar.
Shpesh i quajtur edhe “Dielli artificial”, reaktori kinez i fuzionit bërthamor ka kapërcyer një kufi të rëndësishëm duke gjeneruar plazmë përtej diapazonit të zakonshëm operacional, çka ka përshpejtuar përparimin, ndonëse të ngadaltë, të njerëzimit drejt energjisë së pastër pothuajse të pakufizuar, raporton RTS.
Tokamaku eksperimental i avancuar superpërçues (EAST) arriti të mbajë plazmën – gjendjen e katërt agregate të materies me energji të lartë – të qëndrueshme në dendësi ekstreme, gjë që më parë konsiderohej një pengesë e madhe në zhvillimin e fuzionit bërthamor, thuhet në njoftimin e Akademisë Kineze të Shkencave.
“Këto gjetje tregojnë një rrugë praktike dhe të shkallëzueshme për zgjerimin e kufijve të dendësisë në tokamakë dhe pajisje fuzioni të gjeneratës së ardhshme me plazmë të ndezur,” tha bashkautori i studimit Ping Zhu, profesor në Fakultetin e Inxhinierisë Elektrike dhe Elektronike të Universitetit të Shkencës dhe Teknologjisë së Kinës.
Fuzioni bërthamor ofron potencialin e energjisë së pastër pothuajse të pakufizuar, pra energji pa sasi të mëdha mbetjesh bërthamore apo emetime gazrash serrë që krijohen nga djegia e lëndëve djegëse fosile. Gjetjet e reja, të publikuara në revistën Science Advances, mund ta afrojnë njerëzimin me zhbllokimin e këtij burimi energjie.
Megjithatë, teknologjia e fuzionit bërthamor po zhvillohet prej më shumë se 70 vitesh dhe ende është kryesisht shkencë eksperimentale, ku reaktorët zakonisht shpenzojnë më shumë energji sesa prodhojnë.
Reaktorët e fuzionit janë projektuar të bashkojnë dy atome të lehta në një atom më të rëndë përmes nxehtësisë dhe presionit, duke rikrijuar proceset që ndodhin në Diell. Por Dielli ka presion shumë më të lartë sesa reaktorët në Tokë, ndaj shkencëtarët e kompensojnë këtë duke mbajtur plazmën e nxehtë në temperatura shumë më të larta se ato diellore.
EAST është një reaktor me mbajtje magnetike, pra një “tokamak”, i projektuar për të ruajtur djegien e vazhdueshme të plazmës për periudha të gjata. Reaktori e ngroh plazmën dhe e mban atë brenda një dhome në formë donuti duke përdorur fusha magnetike shumë të fuqishme. Reaktorët tokamak ende nuk e kanë arritur ndezjen e fuzionit – pikën kur fuzioni bëhet vetëmbajtës – por EAST ka rritur kohëzgjatjen gjatë së cilës mund të mbajë një lak plazme të qëndrueshëm dhe të kufizuar fort.
Një nga pengesat për studiuesit e fuzionit është kufiri i dendësisë i njohur si kufiri i Grinvaldit, mbi të cilin plazma zakonisht bëhet e paqëndrueshme. Ky kufi përbën problem sepse, edhe pse dendësitë më të larta të plazmës lejojnë përplasje më të shpeshta të atomeve dhe kështu ulin koston energjetike të ndezjes, paqëndrueshmëria e ndërpret procesin e fuzionit.
Për të kapërcyer kufirin e Grinvaldit, shkencëtarët kinezë menaxhuan me kujdes ndërveprimin e plazmës me muret e reaktorit duke kontrolluar dy parametra kyç gjatë nisjes së reaktorit: presionin fillestar të gazit të karburantit dhe ngrohjen përmes rezonancës ciklotronike të elektroneve, pra frekuencën me të cilën elektronet në plazmë thithin mikrovalët. Si rezultat, plazma mbeti e qëndrueshme në dendësi ekstreme prej 1,3 deri në 1,65 herë mbi kufirin e Grinvaldit, dukshëm më shumë se diapazoni i zakonshëm operacional i tokamakëve prej 0,8 deri në 1.
Kjo nuk është hera e parë që kufiri i Grinvaldit është kapërcyer. Për shembull, tokamaku i Impiantit Kombëtar të Fuzionit të Departamentit Amerikan të Energjisë në San Diego e tejkaloi këtë kufi në vitin 2022, ndërsa në vitin 2024 studiues nga Universiteti i Wisconsin–Madison njoftuan se kishin mbajtur plazmë tokamaku të qëndrueshme në rreth dhjetë herë vlerën e kufirit të Grinvaldit duke përdorur një pajisje eksperimentale.
Megjithatë, përparimi i arritur në EAST u ka mundësuar studiuesve që për herë të parë ta ngrohin plazmën deri në një gjendje të parashikuar më herët teorikisht, të quajtur “regjimi pa kufizim të dendësisë”, në të cilin plazma mbeti e qëndrueshme ndërsa dendësia rritej. Hulumtimi bazohet në teorinë e vetëorganizimit të plazmës dhe murit (plasma-wall self-organization, PWCO), e cila sugjeron se regjimi pa kufizim të dendësisë është i mundur kur ndërveprimi midis plazmës dhe mureve të reaktorit është i balancuar me kujdes, thuhet në njoftim.
Përparimet e arritura në Kinë dhe në SHBA do të ndikojnë në zhvillimin e reaktorëve të rinj. Të dyja vendet janë anëtare të programit të Reaktorit Ndërkombëtar Termonuklear Eksperimental (ITER), një bashkëpunim i dhjetëra vendeve për ndërtimin e tokamakut më të madh në botë, në Francë.
ITER do të jetë një tjetër reaktor eksperimental i projektuar për të krijuar fuzion afatgjatë për qëllime kërkimore, por mund të hapë rrugën drejt centraleve elektrike të fuzionit. Pritet që ITER të fillojë të prodhojë reaksione fuzioni në shkallë të plotë në vitin 2039.
