Dziś, w środę 3 lutego, uroczyście zainaugurowano nową fazę badań na urządzeniu Wendelstein 7-X (W7-X). W budowę największego na świecie eksperymentalnego reaktora syntezy jądrowej zaangażowani są Polacy. Naukowcy oczekują, że już w tym roku otrzymają plazmę wodorową, na której prowadzić będą docelowe badania fuzji jądrowej.

Dziś, w środę 3 lutego br., w Instytucie Fizyki Plazmy im. Maksa Plancka w Greifswald (Niemcy), odbyła się inauguracja nowej fazy naukowych eksperymentów na urządzeniu Wendelstein 7-X (W7-X). W uroczystości uczestniczyli politycy (z Kanclerz Angelą Merkel na czele), naukowcy i inżynierowie z państw biorących udział w przedsięwzięciu. Wśród nich byli Polacy, którzy odpowiadali za prace związane z: montażem nadprzewodzących kabli i szyn zbiorczych (Instytut Fizyki Jądrowej PAN), zaprojektowaniem strukturalnych i mechanicznych analiz systemów magnetycznych oraz diagnostycznych miękkiego promieniowania rentgenowskiego (Politechnika Warszawska, Instytut Fizyki Plazmy i Laserowej Mikrosyntezy, Uniwersytet Opolski), jak również budową elementów iniektora wiązki neutralnej; magnesów refleksyjnych, podstaw komór iniektorów wiązki neutralnej wraz z hydraulicznym układem poziomowania, wykonaniem zaworów bramowych wraz z układami wygrzewania, wykonaniem i uruchomieniem układu chłodzenia (Narodowe Centrum Badań Jądrowych).

„Dzięki naszemu zaangażowaniu, w szacunkowej wysokości około 6,5 mln euro, w budowę stelleratora otrzymaliśmy nie tylko niezbędne know-how zwiększające konkurencyjność polskich przedsiębiorców na arenie międzynarodowej ale przede wszystkim skutecznie zaznaczyliśmy swoją obecność w światowych badaniach nad źródłem energii przyszłości” – podkreśla prof. Krzysztof Kurek, dyrektor NCBJ, obecny na uroczystości – „Będąc obecnymi w poszczególnych grupach badawczych jesteśmy współautorami wszystkich prac i wynalazków związanych z fuzją jądrową jak również mamy realny wpływ na kształt prowadzonych badań. Mamy nadzieję, że wspólny wysiłek przybliży nas do lepszego zrozumienia zjawiska fuzji jądrowej a tym samym umożliwi skonstruowanie i uruchomienie źródeł energii przyszłości.”

Zasadnicze prace nad stelleratorem W7-X zakończono w kwietniu ur. Od tego czasu przygotowano się do jego uruchomienia urządzenia testując kolejno wszystkie jego główne podsystemy techniczne (odpompowanie komory roboczej, chłodzenie, nadprzewodzące cewki magnesów i wytwarzane przez nie pola magnetyczne, sterowanie, urządzenia grzewcze, aparatura pomiarowa).

„10 grudnia 2015 roku ukoronowano te przygotowania – włączono pole magnetyczne i uruchomiono eksperyment” – wyjaśnia prof. Jacek Jagielski, dyrektor Departamentu Fizyki Materiałów NCBJ – „Podano 1 miligram gazowego helu do odpompowanej komory roboczej i włączono krótki mikrofalowy impuls grzejący o mocy 1,3 megawata. Pierwsza plazma utrzymywana przez 1/10 część sekundy została rozgrzana do temperatury ok. 1 miliona stopni. To niewątpliwie wielki sukces i milowy krok nad prowadzonymi badaniami w W7-X”.

Kolejnym wyzwaniem było przedłużenie okresu utrzymywania plazmy helowej i zoptymalizowanie metody jej grzania mikrofalami. Jeszcze w tym roku oczekuje się pomyślnego startu stelleratora W7-X z plazmą wodorową, na której naukowcy chcą docelowo prowadzić badania nad fuzją jądrową. Celem prowadzonych prac jest opracowanie przyjaznego dla klimatu źródła energii, w którym – podobnie jak w Słońcu – energia byłaby czerpana z reakcji fuzji lekkich jąder atomowych. Zainicjowanie takiej reakcji wymaga podgrzania jąder do temperatury ponad 100 milionów stopni. Paliwem jest plazma wodorowa (tj. mieszanina oddzielonych jąder i elektronów). Ze względu na niewyobrażalnie wysoką temperaturę plazma nie może dotknąć ścianek komory roboczej reaktora. Dzięki zastosowaniu odpowiednio ukształtowanych pól magnetycznych „lewituje” ona we wnętrzu komory w pułapce magnetycznej.

Dziś badania nad fuzją jądrową prowadzi się równolegle w stelleratorach i tokamakach. Wydaje się, że bliższe praktycznemu wykorzystaniu są tokamaki (np. ITER we Francji). Stellerator W7-X z założenia nie ma produkować energii, ale ze względu na możliwość ciągłej pracy, skuteczniej przybliży nas do lepszego zrozumienia zjawisk zachodzących podczas fuzji jądrowej. To niezbędna wiedza do tego aby zbudować i poradzić sobie z elektrownią termojądrową, którą już dziś okrzyknięto rozwiązaniem problemów energetycznych świata.

Więcej informacji o W7X: http://www.ipp.mpg.de/16900/w7x