Milowy krok w badaniach nad fuzją jądrową - stellarator W7-X otwarty

Data dodania: środa, 21 maja 2014, autor: ncbj.gov.pl

20 maja 2014 roku w Instytucie Fizyki Plazmy Max Planck w Greifswald, w obecności m.in. Günthera Oettinger'a, komisarza UE ds. energetyki, prof. Johanny Wanka, Ministra Edukacji Niemiec i prof. Włodzisława Ducha, Podsekretarza Stanu w Ministerstwie Nauki i Szkolnictwa Wyższego Polski, uruchomiono stellarator Wendelstein 7-X (W7-X), obecnie największy na świecie eksperymentalny reaktor syntezy jądrowej.

W projekcie o wartości 2 mld euro, w którym będzie opracowywana technologia wytwarzania energii przyszłości, swój znaczący udział mieli naukowcy z Polski.

Otwarcie stellaratora W7-X to przełomowe wydarzenie w badaniach nad fuzją jądrową. W największym tego typu urządzeniu na świecie naukowcy będą prowadzić badania plazmy o ekstremalnie wysokiej temperaturze (kilkadziesiąt milionów stopni Celsjusza) jak również opracowywać nowe technologie i materiały służące m.in. do budowy reaktorów termojądrowych DEMO, ITER. Polska uczestnicząca w pracach od 2006 roku, dzięki wkładowi własnemu o szacunkowej wartości 6,5 mln euro, będzie miała nie tylko zapewniony dostęp do unikatowej aparatury i wpływ na prowadzone badania ale również stanie się współwłaścicielem opracowywanych tam wynalazków.

- Jestem dumny, że polscy naukowcy i polski przemysł są zaangażowani w tak wielki projekt - podkreśla prof. dr hab. Włodzisław Duch, podsekretarz stanu w Ministerstwie Nauki Szkolnictwa Wyższego. - Dla naukowców to możliwość uczestnictwa w prowadzeniu światowej klasy badań z zastosowaniem unikatowej wielkiej infrastruktury badawczej, a dla przemysłu to droga do rozwoju nowych technologii i podniesienia swoich możliwości, W ten sposób mogą zwiększać przewagę konkurencyjną na międzynarodowych rynkach - wyjaśnia Duch.

Instytut Fizyki Jądrowej PAN zaangażowany był w montaż nadprzewodzących kabli i szyn zbiorczych, Politechnika Warszawska, Instytut Fizyki Plazmy i Laserowej Mikrosyntezy (IFPiLM) oraz Uniwersytet Opolski dostarczyły do Greifswaldu m.in. strukturalne i mechaniczne analizy systemu magnetycznego oraz systemów diagnostycznych miękkiego promieniowania rentgenowskiego. Narodowe Centrum Badań Jądrowych (NCBJ), obecne w projekcie od stycznia 2011 roku z wkładem wynoszącym 4,5 miliona euro, odpowiadało za budowę elementów iniektora wiązki neutralnej; magnesów refleksyjnych, podstaw komór iniektorów wiązki neutralnej wraz z hydraulicznym układem poziomowania, wykonanie zaworów bramowych wraz z układami wygrzewania, wykonanie i uruchomienie układu chłodzenia.

- Stellerator jest urządzeniem służącym do wytwarzania i utrzymania plazmy, w której zachodzą reakcje syntezy jądrowej - tłumaczy prof. dr hab. Grzegorz Wrochna, dyrektor NCBJ. - To bardziej skomplikowany proces od dobrze poznanej i z sukcesem wykorzystywanej reakcji rozszczepienia, choćby ze względu na konieczność uzyskania ekstremalnie trudnych warunków niezbędnych do jej zainicjowania. Spodziewamy się uzyskać ciągłe wyładowania trwające przez 30 minut z temperaturami sięgającymi do 100 milionów stopni Celsjusza. Dzięki temu dowiemy się jak zbudować i radzić sobie z elektrownią termojądrową, która już dziś uważana jest za przyszłe rozwiązanie problemów energetycznych świata - wyjaśnia naukowiec ze Świerku.

Stellarator W7-X dysponuje 300 kanałami pomiarowymi. Sto pięćdziesiąt z nich zaprojektowano do diagnostyki plazmy i wyposażono w system reflektometrów, których zadaniem jest pomiar profilów gęstości na brzegach plazmy oraz określenie ich zmian w czasie i przestrzeni. Zaletą urządzenia, odróżniającą go od konkurencyjnych tokamaków (np. ITER we Francji lub JET w Wlk. Brytanii) jest możliwość pracy ciągłej oraz stabilizowania plazmy bez konieczności wzbudzania w niej prądu. Plazma w stelleratorze, o temperaturze kilkudziesięciu milionów stopni Celsjusza, ma kształt pięciokrotnie zwiniętej wstęgi Möbiusa o około 10 metrach obwodu i 1 metrze szerokości. Plazma utrzymywana jest w komorze urządzenia przez pole magnetyczne wytwarzane przez 50 niepłaskich i 20 płaskich nadprzewodzących cewek, rozmieszczonych w pięciu modułach i schładzanych do 3,3 Kelwinów (około minus 270 stopni Celsjusza) przy użyciu ciekłego helu.

Źródło: Narodowe Centrum Badań Jądrowych