China a făcut un pas important către construirea unui „Soare artificial”, după ce a finalizat și a testat cel mai mare magnet supraconductor pentru fuziune din lume, o componentă esențială pentru producerea unei energii curate și practic nelimitate prin fuziune nucleară.
Realizarea reprezintă un moment important în planul ambițios al Chinei de a produce electricitate prin fuziune în jurul anului 2030 și plasează țara printre liderii mondiali ai cursei pentru valorificarea unei surse de energie fără emisii de carbon.
Dezvoltat de Institutul de Fizică a Plasmei din cadrul Academiei Chineze de Științe, noul magnet supraconductor de câmp toroidal este o structură uriașă în formă de „D”, cu o lungime de 21 de metri, o lățime de 12 metri și o greutate de 582 de tone.
Ce este un „Soare artificial”
Un „Soare artificial” este un reactor de fuziune nucleară care reproduce procesul prin care este alimentat Soarele.
Reactorul unește atomi de hidrogen la temperaturi de peste 100 de milioane de grade Celsius, eliberând cantități uriașe de energie fără să producă dioxid de carbon.
Oamenii de știință speră că fuziunea nucleară va putea furniza în viitor o sursă de electricitate practic nelimitată, curată și sigură.
Cum a construit China cel mai mare magnet din lume
Cercetătorii susțin că acesta este cel mai mare magnet supraconductor construit vreodată pentru un reactor de fuziune. Are un volum de 1,3 ori mai mare și poate stoca de trei ori mai multă energie decât magneții similari dezvoltați pentru Reactorul Termonuclear Experimental Internațional, ITER, cel mai mare proiect de fuziune din lume.
Rolul magnetului este de a crea un câmp magnetic extrem de puternic, care menține plasma în interiorul reactorului fără ca aceasta să atingă pereții instalației. Plasma este un gaz supraîncălzit, care ajunge la temperaturi de aproximativ 100 de milioane de grade Celsius.
Cercetătorii au testat cu succes și o bobină centrală solenoidală supraconductoare de înaltă temperatură, descrisă adesea drept inima unui reactor de fuziune.
Componenta funcționează într-un mod asemănător bujiei unui motor auto, ajutând la aprinderea și menținerea plasmei necesare reacțiilor de fuziune.
China susține că ambele tehnologii au fost dezvoltate integral cu materiale și capacități de producție interne, eliminând dependența de furnizorii străini pentru componentele critice ale reactoarelor de fuziune.
Programul de cercetare, desfășurat pe parcursul a șase ani, a dus la obținerea a 47 de brevete și la elaborarea a 25 de standarde industriale, potrivit echipei de cercetare.
Construirea magnetului a necesitat o precizie inginerească deosebită. Acesta trebuie să funcționeze în mod fiabil timp de 60 de ani, la temperaturi apropiate de minus 269 de grade Celsius, în timp ce transportă curenți electrici extrem de mari și rezistă radiațiilor intense și forțelor mecanice.
Inginerii au redus aproape la zero rezistența electrică în punctele critice de îmbinare, permițând trecerea unor curenți de peste 100.000 de amperi cu pierderi de energie aproape inexistente. Aceasta este o condiție esențială pentru funcționarea reactoarelor comerciale de fuziune.
Recordul stabilit de „Soarele artificial” al Chinei
Reușita se bazează pe experiența tot mai mare a Chinei în cercetarea fuziunii nucleare.
La începutul acestui an, Tokamakul Supraconductor Experimental Avansat, EAST, cunoscut drept „Soarele artificial” al Chinei, a stabilit un record mondial, menținând plasma la o temperatură de 100 de milioane de grade Celsius timp de 1.066 de secunde.
Experimentul a demonstrat că instalația poate menține condițiile necesare fuziunii pentru perioade fără precedent.
China a stabilit un plan în trei etape pentru dezvoltarea comercială a fuziunii nucleare.
Tokamakul Supraconductor Experimental pentru Plasma în Combustie ar urma să fie finalizat până la sfârșitul anului 2027, iar prima producție de energie electrică prin fuziune este vizată în jurul anului 2030.
Obiectivul final este construirea Reactorului Chinezesc Demonstrativ de Inginerie pentru Fuziune, care ar putea deveni prima centrală demonstrativă de fuziune nucleară din lume.
În ciuda progreselor, cercetătorii avertizează că mai există provocări importante. Reactorul trebuie asamblat integral și testat pe termen lung, iar tehnologia trebuie să demonstreze că poate produce în mod constant mai multă energie decât consumă.
Chiar și așa, oamenii de știință susțin că fiecare progres tehnologic apropie omenirea de obținerea unei surse de energie practic nelimitate și fără emisii de carbon, care ar putea transforma producția mondială de electricitate.
