Reactorul experimental de fuziune nucleară EAST, cunoscut drept „Soarele artificial” al Chinei, a reușit un progres considerat major în domeniul energiei de fuziune, după ce a menținut stabilă plasma superfierbinte la densități extreme. Rezultatele au fost prezentate la începutul lunii ianuarie într-un studiu publicat în Science Advances și au fost confirmate printr-un comunicat al Academia Chineză de Științe, fiind preluate ulterior de publicația Live Science.
Performanța obținută la EAST a depășit o limită teoretică importantă care, timp de decenii, a fost considerată un obstacol major în dezvoltarea reactoarelor de fuziune eficiente. Cercetătorii susțin că această realizare deschide o direcție practică pentru viitoarele generații de reactoare de fuziune, care ar putea furniza energie curată la scară largă.
Cum funcționează reactorul EAST și de ce este diferit
EAST, acronim pentru Experimental Advanced Superconducting Tokamak, este un reactor de tip tokamak, adică un dispozitiv de fuziune cu izolare magnetică. Într-un astfel de reactor, plasma — a patra stare a materiei — este încălzită la temperaturi extreme și menținută într-o cameră toroidală, asemănătoare unei gogoși, cu ajutorul unor câmpuri magnetice foarte puternice.
Fuziunea nucleară urmărește să reproducă pe Pământ procesele care au loc în interiorul Soarelui, unde atomii ușori fuzionează și eliberează cantități uriașe de energie. Spre deosebire de fisiunea nucleară, fuziunea nu produce deșeuri radioactive de lungă durată și nu generează emisii de gaze cu efect de seră.
Depășirea limitei Greenwald, un prag considerat critic
Unul dintre cele mai mari obstacole în calea fuziunii controlate este așa-numita Limită Greenwald, un prag de densitate peste care plasma devine, în mod obișnuit, instabilă. Densitățile mai mari sunt dorite deoarece cresc probabilitatea coliziunilor dintre particule, reducând energia necesară pentru aprinderea reacției de fuziune. Totuși, instabilitatea plasmei face ca reacția să se oprească.
La EAST, cercetătorii au reușit să mențină plasma stabilă la densități cuprinse între 1,3 și 1,65 ori peste Limita Greenwald, mult peste intervalul operațional obișnuit al tokamak-urilor. Această performanță a fost obținută prin controlul atent al interacțiunii dintre plasmă și pereții reactorului, precum și prin reglarea precisă a presiunii inițiale a gazului combustibil și a încălzirii electronilor prin rezonanță ciclotronică.
Declarațiile cercetătorilor implicați în studiu
Potrivit cercetătorilor chinezi, rezultatele sugerează o schimbare importantă de paradigmă în controlul plasmei. „Constatările sugerează o cale practică și scalabilă pentru extinderea limitelor de densitate în tokamak-uri și dispozitive de fuziune cu plasmă de generație următoare”, a declarat Ping Zhu, profesor la Universitatea de Știință și Tehnologie din China și coautor principal al studiului.
Acest progres a permis atingerea, pentru prima dată în cadrul EAST, a unui regim teoretic numit „regim fără densitate”, în care plasma rămâne stabilă chiar și pe măsură ce densitatea crește. Conceptul este legat de o teorie cunoscută sub numele de autoorganizarea pereților plasmei, care descrie un echilibru fin între plasmă și suprafețele reactorului.
Contextul internațional al cercetării în fuziune
Depășirea limitei Greenwald nu este un eveniment singular la nivel global. De exemplu, tokamak-ul DIII-D din Statele Unite a reușit performanțe similare în 2022, iar cercetători de la Universitatea Wisconsin–Madison au anunțat în 2024 stabilizarea plasmei la densități mult mai mari decât limita teoretică. Totuși, rezultatele obținute la EAST sunt considerate deosebit de importante deoarece au fost realizate într-un regim stabil și reproductibil, relevant pentru viitoarele reactoare comerciale.
China și Statele Unite colaborează, alături de alte zeci de țări, în cadrul proiectului ITER, aflat în construcție în Franța. ITER va fi cel mai mare reactor tokamak din lume și este conceput pentru a demonstra fezabilitatea fuziunii nucleare susținute la scară mare.
Ce înseamnă acest progres pentru viitorul energiei
Deși fuziunea nucleară este studiată de peste 70 de ani, tehnologia se află încă în stadiu experimental, iar reactoarele actuale consumă mai multă energie decât produc. Progresele realizate la EAST indică însă că unele dintre barierele fundamentale pot fi depășite printr-un control mai bun al plasmei.
ITER este așteptat să înceapă primele reacții de fuziune la scară largă în jurul anului 2039. Dacă aceste etape vor avea succes, ele ar putea deschide drumul către centrale electrice de fuziune capabile să furnizeze energie curată, sigură și aproape nelimitată.
Pentru moment, realizarea de la EAST reprezintă un pas important în această direcție, confirmând că fuziunea nucleară nu mai este doar un ideal teoretic, ci o tehnologie care se apropie treptat de aplicabilitatea practică.
