Helium nga Hidrogjeni? Dera e energjisë së shkrirjes sapo mund të jetë hapur!

Në botën e energjisë së rinovueshme, ndoshta nuk ka synim më ambicioz sesa fuqia e shkrirjes. Kjo përfshin shkrirjen e atomeve të hidrogjenit për të krijuar heliumin, një proces që gjeneron një sasi të jashtëzakonshme energjie. Është një reagim që ndodh çdo moment në diell, por riprodhimi i tij në Tokë është një proces shumë më i mundimshëm. Megjithatë, nëse ia dalim mbanë, do të kemi një burim të pastër të energjisë elektrike të rinovueshme që plotëson nevojat tona për energji gjithnjë në rritje.

Për këtë qëllim, studiuesit po ndjekin një fenomen të quajtur “ndezje”, i cili është kur një reaktor i shkrirjes gjeneron më shumë energji sesa duhej për të krijuar reagimin fillestar. Disa përpjekje të mëdha janë duke u zhvilluar për të arritur këtë qëllim, duke përfshirë Reaktorin Eksperimental Ndërkombëtar Termonuklear (ITER) në Francë. Kjo përpjekje përdor magnet të fuqishëm në një makinë të quajtur tokamak për të krijuar plazmën e mbinxehur të krijuar duke përdorur karburant hidrogjeni.

Por këtu qëndron një problem: ka vetëm një sasi të limituar karburant hidrogjeni që mund të vendosni në një tokamak përpara se gjithçka të fillojë të shkojë tmerrësisht keq.

“Një nga kufizimet në prodhimin e plazmës brenda një tokamak është sasia e karburantit të hidrogjenit që mund të injektoni në të,” tha Paolo Ricci, një studiues në Qendrën Zvicerane të Plazmës, në një njoftim për shtyp. “Që nga ditët e para të shkrirjes, ne e kemi ditur se nëse përpiqeni të rrisni densitetin e karburantit, në një moment do të ketë atë që ne e quajmë “ndërprerje” – në thelb ju humbni plotësisht izolimin dhe plazma shkon kudo.”

Për të zgjidhur këtë çështje, shkencëtarët filluan të hulumtojnë ekuacione të ndryshme për të matur sasinë maksimale të hidrogjenit që mund të vendosni brenda një tokamak përpara ndërprerjes. Një ligj që përfundimisht kapi dhe u bë shtylla kryesore në botën e kërkimit të shkrirjes njihet si “kufiri i Greenwald”, i cili thotë se sasia e karburantit që mund të përdoret në një tokamak lidhet drejtpërdrejt me rrezen e makinës. Studiuesit pas ITER madje kanë ndërtuar makinën e tyre bazuar në këtë ligj.

Por edhe kufiri i Greenwald nuk ishte i përsosur. “Kufiri i Greenwald është ai që ne e quajmë një kufi ose ligj “empirik”, që në thelb do të thotë se është si një rregull i bazuar në vëzhgimet e bëra në eksperimentet e kaluara,” tha Alex Zylstra, një fizikant eksperimental në Laboratorin Kombëtar Lawrence Livermore në Kaliforni. “Këto janë shumë të dobishme, por ne gjithmonë duhet të jemi të kujdesshëm kur i zbatojmë ato jashtë kushteve ku kemi të dhëna nga eksperimentet.”

Kjo është arsyeja pse Ricci dhe ekipi i tij e kanë sfiduar këtë besim të gjatë në një punim të ri të botuar më 6 maj në revistën Physical Review Letters. Në të, ata parashtrojnë se kufiri i Greenwald-it në fakt mund të rritet pothuajse duke dyfishuar sasinë e karburantit të hidrogjenit që mund të shkojë në një tokamak për të prodhuar plazmë. Gjetjet e tyre mund të vendosin bazat për reaktorët e ardhshëm të shkrirjes si DEMO, një pasardhës i ITER që është aktualisht në zhvillim për të arritur më në fund ndezjen.

Zylstra beson se gjetja e ekipit është domethënëse sepse hedh dritë mbi arsyen pse pikërisht reaktorët e shkrirjes kanë gjithashtu një kufi të tillë. Ai gjithashtu tregon se modelet për tokamaks si ITER ose DEMO mund të jenë “më pak të kufizuara sesa mendohej më parë”. Me dyfishimin e densitetit të karburantit, kjo mund të rezultojë në një përmirësim të madh në prodhimin e fuqisë së tyre nga tokamaks dhe më në fund të na çojë në ndezje.

“Fusioni ose Shkrirja është një problem jashtëzakonisht sfidues si shkencërisht ashtu edhe teknologjik, dhe bërja e fuqisë së shkrirjes realitet kërkon shumë përparime të bëra hap pas hapi,” shtoi Zylstra. “Nëse ky studim vërtetohet më tej, veçanërisht në makineritë si ITER, sigurisht që do të ndihmojë komunitetin e shkrirjes magnetike në mënyrë të besueshme të hartojë dhe optimizojë planet e ardhshme për objektet eksperimentale dhe gjeneruese të energjisë.”

Edel Strazimiri / SCAN

*Material i përgatitur nga portali SCAN. Ripublikimi mund të bëhet vetëm kundrejt citimit të autorësisë dhe burimit origjinal.