Iratkozzon fel hírlevelünkre 
Kína fúziós reaktora, az EAST átlépett egy olyan kritikus határt, ami eddig a fizikusok egyik legnagyobb fejfájását okozta. Ha a „mesterséges Napként” emlegetett technológia beérik, az emberiség végre megszabadulhat a fosszilis energiahordozóktól, és egy szinte kimeríthetetlen energiaforráshoz juthat.
A Kínai Tudományos Akadémia bejelentése szerint az ország „mesterséges Napnak” becézett reaktora, az EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak) sikeresen fenntartotta a plazmát egy olyan extrém sűrűségi tartományban, ami korábban instabillá tette volna a folyamatot. Ez a siker hatalmas mérföldkő lehet afelé, hogy a jövőben tiszta, atomhulladék-mentes energiával lássuk el a Földet – olvasható a Kínai Tudományos Akadémia közleményében.
Fotó: ZHANG DAGANG / Imaginechina
De mi az a „mesterséges Nap”, és miért akarunk ilyet?
A nukleáris fúzió a világegyetem motorja: ez a folyamat működteti a Napot és a csillagokat is. A lényege, hogy hatalmas nyomás és hőmérséklet mellett két könnyű atommagot (például hidrogént) egyesítenek, amiből egy nehezebb atommag jön létre, a folyamat közben pedig elképesztő mennyiségű energia szabadul fel.
A tudósok évtizedek óta próbálják ezt a folyamatot a Földön is lemásolni. Mivel azonban a Földön nincs akkora gravitációs nyomás, mint a Nap belsejében, máshogy kell trükközniük:
a Napnál is forróbb hőmérsékletre hevítik az anyagot, és bivalyerős mágnesekkel tartják kordában.
Itt jön a képbe a tokamak. Ez egy fánk alakú berendezés, amelyben az anyagot plazma halmazállapotban tartják.
A bűvös határ, amit most sikerült áttörni
A fúziós kutatások egyik legnagyobb akadálya egy Greenwald-határ (Greenwald Limit) nevű fizikai korlát volt.
Képzeljünk el egy zsúfolt táncparkettet. Minél több ember (atom) van a parketten, annál gyakrabban ütköznek egymásnak. A fúziós reaktorban ez jó dolog: a nagyobb sűrűség több ütközést, és így több energiát jelent, ami olcsóbbá teszi a folyamat beindítását. Azonban a Greenwald-határ eddig olyan volt, mint egy biztonsági korlát: ha a plazma sűrűsége átlépte ezt a szintet, a „táncparkett” instabillá vált, a plazma „szétesett”, és a reakció leállt.
A kínai kutatók most megtalálták a módját, hogyan lépjék át ezt a „tiltott zónát”.
A reaktor falai és a plazma közötti kölcsönhatás finomhangolásával elérték, hogy a plazma stabil maradjon még akkor is, amikor a sűrűsége a Greenwald-határ másfélszerese (kb. 1,3–1,65-szörös) volt.
Ezt egy speciális, elméleti állapot elérésével, az úgynevezett „sűrűségfüggetlen tartománnyal” (density-free regime) valósították meg, ahol a sűrűség növelése nem okoz összeomlást.
Mikor lesz ebből áram a konnektorban?
Bár az eredmények lenyűgözőek, és az amerikai laboratóriumok (például San Diegóban) is értek el hasonló sikereket, a technológia még mindig gyerekcipőben jár. A fúziós reaktorok jelenleg még több energiát fogyasztanak a működésükhöz, mint amennyit megtermelnek.
A tudósok szerint a mostani felfedezések nagyban segítik majd a Franciaországban épülő óriási nemzetközi reaktort, az ITER-t. Az ITER célja, hogy bebizonyítsa: lehetséges fenntartható energiát termelni fúzióval.
Azonban türelemre van szükség: Az ITER várhatóan csak 2039-ben kezdi meg a teljes üzemű fúziós energiatermelést. Ennek ellenére a kínai EAST eredménye azt mutatja: a fizika törvényei nem állnak az utunkban, és a végtelen, tiszta energia álma egy lépéssel közelebb került a valósághoz.
Mi az a plazma?
A plazmát gyakran az anyag negyedik halmazállapotának nevezik (a szilárd, a folyadék és a gáz mellett). Ez gyakorlatilag egy szuperforró, elektromosan töltött gázleves, amiben az elektronok leszakadnak az atommagokról. Ebben az állapotban tudnak az atomok egyesülni, azaz fuzionálni.