Takim mianem określa się reaktory stosowane na potrzeby fuzji jądrowej, zwanej także reakcją termojądrową. Kształtem mogą one przywodzić na myśl obwarzanek, choć są od niego zdecydowanie większe. I znacznie bardziej energetyczne, ponieważ służą naukowcom do naśladowania warunków panujących wewnątrz gwiazd. Realizacja tego zadania w warunkach laboratoryjnych jest wielkim wyzwaniem, ale naukowcy coraz lepiej sobie z nim radzą.
Czytaj też: Jak rezygnacja z chińskich surowców wpłynie na europejską transformację energetyczną?
Nie zmienia to faktu, iż środowisko, w którym zachodzą pożądane reakcje, jest wysoce ekstremalne. I niestabilne. Do tego stopnia, iż potrzeba odpowiednich zabezpieczeń chroniących elementy tokamaka przed zniszczeniem. Jak wyjaśniają członkowie zespołu badawczego, ich uwaga została skierowana w stronę stosowania metali ciekłych, na przykład litu, w celu zwiększenia wydajności fuzji. Szczegóły proponowanej koncepcji zostały niedawno zaprezentowane na łamach Nuclear Fusion.
Pomocne w prowadzonych badaniach okazały się wyniki symulacji. Przeprowadzone modelowanie umożliwiło wskazanie najbardziej optymalnej lokalizacji, którą okazało się dno tokamaka. Właśnie tam umieszczono instalację, której zadaniem jest utrzymywanie litu w warstwie granicznej. Tym sposobem ciekły metal znajduje się odpowiednio daleko od rozgrzanej plazmy, ale zarazem wystarczająco blisko źródła ciepła, którego nadmiarem trzeba zarządzać.
Fuzja jądrowa jest obiektem badań. Niedawno naukowcy ze Stanów Zjednoczonych pracowali nad sposobami zarządzania nadmiarowym ciepłem występującym w tokamakach
Fuzja jądrowa jako źródło energii mogłaby być naprawdę rewolucyjna. Ma bowiem potencjał na dostarczanie energii w dużych ilościach i przy znikomych emisjach. Potrzeba jednak sposobów na działanie na dużą skalę i z uzyskaniem odpowiednio wysokiego dodatniego bilansu energetycznego. Oczywiście nie można przy tym pomijać kwestii bezpieczeństwa. Aby zapewnić jak najwyższą ochronę, inżynierowie szukali rozwiązania, które pozwoliłoby na neutralizację nadmiaru ciepła przed jego dotarciem do ścian tokamaka.
Sam pomysł nie jest nowy, ale członkowie zespołu badawczego znacznie go uprościli. Tym samym zwiększyli zdolność urządzenia do zarządzania wysokimi temperaturami generowanymi wewnątrz tokamaka. Poza tym wdrożyli coś nowego: porowatą ścianę skierowaną w stronę plazmy. Dzięki temu elementowi doprowadzili do sytuacji, w której ciekły lit przepływa bezpośrednio na powierzchnię wystawioną na działanie tej rozgrzanej materii.
Czytaj też: Niebywała wydajność i zielona energia jako źródło zasilania. Przełomowy reaktor ujrzał światło dzienne
W długofalowej perspektywie energia pochodząca z fuzji jądrowej mogłaby być naprawdę rewolucyjna. Jeśli świat ma sobie poradzić bez paliw kopalnych, to właśnie ta technologia wydaje się kluczem do sukcesu. W połączeniu z innymi alternatywami, takimi jak turbiny wiatrowe i panele fotowoltaiczne, reakcja termojądrowa występująca w naturze w gwiazdach takich jak Słońce, powinna zapewnić ludzkości neutralność emisji.