Descoperire în fuziunea nucleară: Cel mai mare stelarator din lume a generat primul heliu-3

O echipă de cercetători de la cea mai mare instalație de tip stelarator din lume, Wendelstein 7-X (W7-X), a reușit să genereze primul heliu-3 cu energie ridicată.

„În cel mai mare stelarator din lume, a fost generat primul heliu-3 de înaltă energie cu ajutorul încălzirii prin rezonanță ciclotronică, un pas important pentru cercetarea fuziunii”, au anunțat oamenii de știință.

• Cum și-a salvat Pământul apa de la distrugere totală în urmă cu 4,6 miliarde de ani
• Sonda MAVEN se rotește neputincioasă după ce s-a pierdut contactul

Experimentul, desfășurat în cadrul reactorului de fuziune avansat operat de Institutul Max Planck pentru Fizica Plasmei (Germania), abordează una dintre provocările esențiale ale producerii energiei prin fuziune: menținerea unei plasme extrem de fierbinți, la milioane de grade Celsius. Acest tip de plasmă generează particule alfa (nuclee de heliu-4) cu energie foarte mare, esențiale pentru păstrarea temperaturilor ridicate necesare reacțiilor de fuziune continue. Dacă aceste particule scapă prea repede, plasma se răcește, iar reacția se oprește.

Wendelstein 7-X a produs primul heliu-3

Dat fiind că W7-X este un reactor experimental, la scară redusă față de un viitor reactor comercial, cercetătorii simulează aceste condiții folosind particule mai ușoare și cu energie mai mică.

„În practică, ionii de heliu-3, fiind mai ușori, sunt accelerați la o energie adecvată în acest scop”, au explicat cercetătorii.

Pentru a obține acest rezultat, echipa a utilizat o tehnologie de vârf numită încălzire prin rezonanță ciclotronică a ionilor (ICRH).

„Este asemănător cu împingerea unui copil în leagăn: pentru ca mișcarea să fie eficientă, fiecare împingere trebuie să fie sincronizată perfect cu ritmul natural al leagănului, adică să fie în rezonanță”, spun cercetătorii.

Tehnica ICRH folosește unde electromagnetice de înaltă frecvență, cu puteri de ordinul megawaților. Prin injectarea acestor unde într-o plasmă formată din hidrogen și heliu-4 și ajustarea frecvenței la cea specifică mișcării ionilor de heliu-3 în jurul liniilor câmpului magnetic (frecvența lor ciclotronică) aceștia absorb energia foarte eficient.

„Este pentru prima dată când ioni de heliu-3 cu energie înaltă sunt produși într-un stelarator prin încălzire ciclotronică, o premieră mondială în cercetarea fuziunii”, au subliniat cercetătorii, citați de Interesting Engineering.

O inovație ce depășește granițele Pământului

Sistemul ICRH este dezvoltat și operat la W7-X în cadrul consorțiului Trilateral Euregio Cluster (TEC), printr-o colaborare strânsă dintre Laboratorul de Fizica Plasmei al Academiei Militare Regale din Bruxelles (Belgia) și institutele IFN-1 și ITE din Jülich (Germania).

Această inovație are implicații ce depășesc cu mult granițele Pământului. Cercetătorii au descoperit că aceleași procese de rezonanță care accelerează ionii de heliu-3 în W7-X ar putea explica un fenomen misterios observat pe Soare.

„Această cercetare nu doar că ne apropie de o sursă sustenabilă de energie, dar oferă și perspective neașteptate asupra funcționării Soarelui. Procesele de rezonanță care energizează heliul-3 în W7-X ar putea explica apariția ocazională a unor nori îmbogățiți cu heliu-3 în atmosfera solară”, au precizat oamenii de știință.

Se presupune că particulele de heliu-3 din Soare pot fi accelerate selectiv de unde electromagnetice naturale, formând nori uriași cu o concentrație de până la 10.000 de ori mai mare decât cea normală.

„Aceste descoperiri arată că știința fuziunii nu doar că modelează viitorul energiei, ci ne și ajută să descifrăm misterele cosmosului din jurul nostru”, au declarat oamenii de știință într-un comunicat.

Vă recomandăm să citiți și:

Atmosfera lui Titan, cel mai mare satelit natural al lui Saturn, se clatină în mod ciudat, au descoperit astronomii

Mister elucidat! De ce unele roci de pe Lună sunt extrem de magnetice?

Test de cultură generală. Cum au știut grecii antici circumferința Pământului?

Structuri care seamănă cu Sistemul Solar în tinerețe, detectate în centrul Căii Lactee