Bár a képrögzítéshez túl fényes a mesterséges napnak is nevezett fúziós energia, alacsonyabb hőmérsékleten sikerült lencsevégre kapni. A jövő energiaellátását fogja biztosítani, kiválthatja az atomerőműveket.
Az ST40 gömbtokamakban végzett jelenlegi kísérletek során a kutatók egy nagy sebességű színes kamerát használnak, amely másodpercenként 16 000 képkockát rögzít. A kamera felvételei új vizuális betekintést adnak a plazma viselkedésébe – jelentette be a friss eredményt a Tokamak Energy.
A fúziós reaktort építő brit vállalat képein a plazma széléről származó látható fény mutatja meg magát, abban a zónában, ahol az anyag hőmérséklete alacsonyabb. Csak így lehet bemutatni, mert a plazma magja túl forró ahhoz, hogy látható fényt bocsásson ki.
Az egyik legjellegzetesebb elem a világos rózsaszín derengés, amely a deutérium-gáz befecskendezéséből származik (képünk bal felső részén). A tiszta hidrogénplazma, vagy egyik izotópja (deutérium, trícium) halvány rózsaszínes fényt bocsát ki, mivel egyszerre sugároz vörös és kék hullámhosszú fényt.
A kép jobb felső részén az látható, ahogy a kutatók lítium-granulátumokat juttatnak a plazmába az újonnan beépített Impurity Powder Dropper (szennyezőanyag-poradagoló) segítségével. Ahogy ezek a homokszemnyi részecskék belehullanak a plazmába, élénkvörös fényt bocsátanak ki.
Amikor a lítium mélyebbre hatol a forróbb és sűrűbb plazmarétegekbe, az atomok veszítenek egy elektront, és egyszeresen ionizált lítiummá válnak. Ez zöldessárga fényt bocsát ki, és követi a mágneses térvonalakat, amelyek a zöldessárga csíkokként jelennek meg, kirajzolva a tokamak mágneses mezejét.
A színes kamera látványos képei a kutatóknak segítenek követni, hogyan mozog és viselkedik a plazmában a lítium. A képek vizuális megerősítést adnak a spektroszkópia során gyűjtött adatokhoz, amely a plazma által kibocsátott fény pontos hullámhosszait elemzi.
Ez a kísérlet az X-point radiator (XPR) üzemmódjait kutatja. Az XPR a jövő fúziós erőműveinek egyik ígéretes működési módja, amelynek célja, hogy a plazmát lehűtse, mielőtt az elérné a plazmával érintkező komponenseket (PFC-ket), anélkül csökkentve az anyagkopást, hogy rontaná a teljesítményt.
A színes képalkotás rendkívül értékes eszköz ezekben a vizsgálatokban – szögezte le Laura Zhang fizikus, a Tokamak Energy kutatója.
„A színes kamera különösen hasznos ezekben a kísérletekben, hiszen azonnal látjuk, hogy a bevezetett gázszennyezők a várt helyen sugároznak-e, és hogy a lítiumpor valóban eljut-e a plazma magjáig.”
A lítium kulcsszerepet játszik az 52 millió dolláros (kb. 17,4 milliárd forintos) ST40 fejlesztési programban is, amelyet LEAPS-nek (Lithium Evaporations to Advance PFCs in ST40) neveznek.
A programot az amerikai Energiaügyi Minisztérium és a brit Energiaügyi, Biztonsági és Nettó Zéró Minisztérium támogatja. A kutatók lítiumgőz-párologtatási technológiával vonják be a plazmával érintkező felületeket – azokra az úttörő kutatásokra építve, amelyeket többek között a Princeton Plazmafizikai Laboratórium végzett.
A lítium beépítésével az ST40 a világ legerősebb mágneses terű gömbtokamakja lett, amivel a kutatók tovább mélyítik tudásukat erről a kulcsfontosságú technológiáról.
Ez a munka segít jobban megérteni a plazma viselkedését, miközben a fúziós energiát a valóságban termelő berendezések fejlesztése felé lökdösi. A színes képalkotás már most értékes betekintést ad abba, hogyan lépnek kölcsönhatásba az anyagok a plazmán belül.
Címlapkép: Tokamak Energy
„A magyar beruházás nagyon előrehaladott, ugyanakkor rendkívül komplex. Sok mindent újra kell gondolnunk ebben a projektben, rengeteg megoldandó feladat van, hogy az előnyt, amire Magyarország szert tett, valódi hozzáadott értékké, profittá tudjuk kovácsolni.”