Fizyk z Uniwersytetu Opolskiego pomaga okiełznać wielką energię

Eksperyment odbywa się w niemieckim miasteczku Greifswald, gdzie w Max Planck Institut für Plasmaphysik za pomocą specjalnego urządzenia - stellaratora - naukowcy wytwarzają plazmę gorętszą ponad cztery razy od jądra Słońca. Biorą w nim udział w ramach trójstronnej umowy przedstawiciele: Uniwersytetu Opolskiego, Max-Planck-Institut für Plasmaphysik w Greifswaldzie oraz Instytutu Fizyki Plazmy i Laserowej Mikrosyntezy w Warszawie.

Opolanie zajmują się konstruowaniem urządzeń pomiarowych służących do analizy krótkofalowego promieniowania elektromagnetycznego emitowanego z plazm wytwarzanych w stellaratorze W7-X, a dokładnie - specjalnego spektrometru miękkiego promieniowania rentgenowskiego o nazwie roboczej „C/O monitor for W7-X”.

- To urządzenie analizujące z dużą rozdzielczością czasową zmiany natężenia linii widmowych wodoropodobnych jonów tlenu, azotu, węgla i boru. Pierwiastki te są najpowszechniejszymi zanieczyszczeniami plazm wysokotemperaturowych - tłumaczy dr Ireneusz Książek z Instytutu Fizyki UO, który zajmuje się analizą danych spektroskopowych.

Głównym celem naukowców jest stworzenie elektrowni działającej w oparciu o kontrolowaną fuzję termojądrową. Paliwem w takiej elektrowni byłaby mieszanina deuteru (izotopu wodoru zawierającego w jądrze oprócz protonu także neutron - red.) i trytu (który zawiera w jądrze dwa neutrony - red.). - Deuter występuje na Ziemi pod postacią tzw. ciężkiej wody zawartej w „zwykłej’ wodzie. W każdym jej litrze jest ok. 33 mg deuteru. Wykorzystując w reakcji termojądrowej tylko taką ilość deuteru, otrzymamy tyle energii, ile daje spalanie ok. 340 litrów benzyny - mówi dr Książek.
Co ważne, w takiej elektrowni termojądrowej nie będzie ryzyka niekontrolowanej nadprodukcji energii prowadzącej do przegrzania reaktora lub nawet wybuchu, jak ma to miejsce w elektrowniach działających w oparciu o procesy rozszczepienia. Każda awaria systemu będzie się wiązała z wyłączeniem procesu produkcji energii.

Co ważne, 3 lutego pracujący przy eksperymencie naukowcy uruchomili pierwszy eksperyment wodorowy i rozpoczęli nową epokę badań fuzyjnych w Greifswaldzie. Na miejscu przyglądała się temu Angela Merkel, kanclerz Niemiec.

Pierwsze tego typu eksperymenty zapoczątkowano w grudniu 2015 i były one przeprowadzane w helu. Ich zadaniem było skontrolowanie działania wszystkich układów i przetestowanie systemów diagnostycznych. Przejście do eksperymentów z plazmą wodorową oznacza rozpoczęcie zasadniczego programu naukowego urządzenia.

- Głównym celem eksperymentu jest wytwarzanie i utrzymywanie wysokotemperaturowej plazmy wodorowej. Metaforycznie porównując W7-X do nowego modelu samochodu, plazma helowa była jak testy na terenie fabryki - plazma wodorowa jest jak wyjazd samochodu na drogę - podsumowuje dr Książek.