Nuklearna fuzija mogla bi jednog dana da obezbedi ogromne količine energije, ali naučnici i dalje pokušavaju da je učine dovoljno efikasnom za proizvodnju struje.
Novo istraživanje pokazuje da čak i izuzetno mala količina jednog metala može ozbiljno da oteža taj posao. Istovremeno, istraživači su pronašli način da plazmu zagreju uz manju potrošnju energije.
Fizičari iz američke laboratorije Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) došli su do ovih zaključaka pomoću novog računarskog modela, kojim su detaljnije mogli da analiziraju uslove potrebne da se pokrene i održava termonuklearna reakcija.
Da bi fuzija funkcionisala, gorivo mora da se zagreje na ekstremno visoke temperature i pretvori u plazmu. Cilj je da reakcija zatim proizvodi dovoljno energije da može da se održava bez stalnog spoljašnjeg zagrevanja.
Naučnici su zato preispitali takozvani Losonov kriterijum, koji se za procenu tih uslova koristi već oko 70 godina. Novi model uzima u obzir i gubitke toplote, zračenje, nakupljanje helijuma i nečistoće koje dospevaju u plazmu sa zidova reaktora, piše Interesting Engineering.
Posebno ih je iznenadio uticaj volframa, metala koji se zbog otpornosti na ekstremne temperature koristi za unutrašnje površine budućih fuzionih reaktora.
Prema proračunima, samo jedna čestica volframa na 10.000 čestica plazme može gotovo da udvostruči pritisak potreban za pokretanje samoodržive fuzije. U pojedinim uslovima taj pritisak mogao bi da premaši granicu pri kojoj plazma ostaje stabilna.
Kako se tvrdi, problem nastaje zato što volfram povećava gubitke energije. Zanimljivo je da isti efekat može i da uspori nekontrolisano zagrevanje plazme, ali istovremeno otežava postizanje uslova potrebnih za fuziju.
Istraživanje je, međutim, ukazalo i na mogući efikasniji postupak. Umesto da se plazma prvo sabija, a zatim zagreva, proračuni sugerišu da bi bilo bolje prvo je zagrejati, pa tek onda povećati njenu gustinu.
Kao dodatna rešenja naučnici razmatraju oblaganje zidova reaktora tečnim litijumom, kako bi se smanjio prodor volframa u plazmu. Ispituje se i upotreba posebno pripremljenog goriva koje bi moglo da poveća brzinu fuzionih reakcija.
Ipak, važno je naglasiti da su rezultati zasad zasnovani na računarskim proračunima. Tek treba proveriti koliko bi predloženi pristup bio efikasan u stvarnim reaktorima.
