Proces fuzji termojądrowej zachodzi bezustannie od ponad czterech miliardów lat chociażby we wnętrzu Słońca. Problem w tym, że odtworzenie na Ziemi warunków panujących głęboko w jądrze Słońca jest ekstremalnie trudne. Z jednej strony trzeba wytworzyć plazmę o odpowiednich parametrach, niewiarygodnie wysokiej temperaturze, a z drugiej trzeba stworzyć taki reaktor, który nie ulegnie zniszczeniu przez tę plazmę. Wyzwaniem tutaj jest jednocześnie stworzenie odpowiednich materiałów oraz opanowanie plazmy za pomocą odpowiednio silnych pól magnetycznych. Pierwsze sukcesy na przestrzeni ostatnich lat już mamy. Inżynierom pracujących przy różnych eksperymentalnych reaktorach udało się osiągnąć zapłon plazmy i utrzymanie go najpierw przez kilka, potem przez kilkadziesiąt, a ostatnio także ponad 100 sekund. Więcej, w kilku przypadkach udało się nawet uzyskać więcej energii niż wprowadzono do systemu, co przecież jest celem całego tego przedsięwzięcia.
Wnętrze tokamaku, w którym dochodzi do zapłonu plazmy to fascynujące miejsce. Naukowcy właśnie opublikowali zachowanie plazmy właśnie w tym miejscu na specjalnej trójwymiarowej wizualizacji. Wizualizacja ta jest efektem symulacji, która pozwala naukowcom badać niezwykle złożone zachowanie plazmy w takim środowisku. Jakby nie patrzeć, jeżeli chcemy myśleć o stworzeniu urządzenia, które będzie w stanie w stabilny sposób produkować energię w procesie syntezy jądrowej, musimy w sposób perfekcyjny panować nad plazmą.
Czytaj także: Prawie nieograniczone źródło energii tuż za rogiem. Naukowcy przekroczyli granicę, która wydawała się nie do przejścia
Za wizualizację pracy tokamaka odpowiadają specjaliści z szwajcarskiej uczelni EPFL. Wbrew pozorom jej opracowanie było niezwykle skomplikowanym zadaniem wymagającym przekształcenia dosłownie terabajtów danych wygenerowanych w symulacji pracy tokamaka w przestrzenną wizualizację. Z jednej strony jest to fascynujący obraz dla każdego, kto interesuje się nauką. Z drugiej strony jest to bardzo pożyteczne narzędzie dla naukowców, którzy próbują zrozumieć wyniki obliczeń wykonywanych przez symulację fuzji jądrowej.
Powstała w ten sposób panorama ma wymiary 4 x 10 metrów i przedstawia wnętrze tokamaka TCV należącego do EPFL z niespotykanym dotąd poziomem szczegółowości. Aby otrzymać taki efekt konieczne było wykorzystanie specjalnego robota, którego zadaniem było precyzyjne skanowanie wnętrza reaktora. Jak wskazują autorzy opracowania, efekty były zaskakująco dobre. W skanach udało się nawet dostrzec nieznaczne uszkodzenie płytek wykładających od wnętrza ściany reaktora.
Czytaj także: Nowe źródło energii detronizuje obecną konkurencję. Inżynierowie potwierdzili przełomowy wynik
W wizualizacji można zobaczyć dyszę wtryskującą do wnętrza cząsteczki oraz naturalnie warstwę płytek grafitowych wyściełające wnętrze komory. Jak przekonują badacze, takie płytki są w stanie wytrzymywać temperatury rzędu 100 milionów stopni Celsjusza.
Aby człowiek mógł poczuć niejako rozmiary całego urządzenia, na wizualizacji przedstawiono sylwetkę dorosłego człowieka. Co tu dużo mówić, reaktor jest od niego dwukrotnie wyższy. Barwy widoczne we wnętrzu tokamaka nie są przypadkowe, a służą do uwidocznienia konkretnych rodzajów cząstek. Czerwonym kolorem oznaczono elektrony, zielonym – protony, a niebieskim – linie pola magnetycznego.
Skoro jest to wizualizacja 3D, każdy kto z niej korzysta może dostosować wszystkie parametry tokamaka, a następnie przyglądać się zachowaniu plazmy w dowolnej jego części. Dla naukowców jest to prawdziwa gratka.