Problem w tym, że wytworzenie i kontrolowanie stabilnej fuzji termojądrowej w reaktorze jest zadaniem niezwykle trudnym. Naukowcy bezustannie uczą się tego i osiągają coraz lepsze wyniki, bijąc niemal z miesiąca na miesiąc rekordy długości utrzymywania plazmy wewnątrz reaktorów.
Problem jednak w tym, że od reaktora eksperymentalnego zdolnego utrzymać plazmę przez 100 sekund, do stworzenia reaktora zdolnego w sposób ciągły generować energię w procesie fuzji termojądrowej jeszcze daleka droga. Jednym z wyzwań stojących przed naukowcami jest brak materiałów, którymi od wewnątrz można byłoby wyłożyć wnętrze reaktora fuzyjnego. Takie materiały muszą wytrzymać bowiem warunki porównywalne z tymi, które panują wewnątrz Słońca.
Czytaj także: Tak powstaje rewelacyjny reaktor fuzyjny. Międzynarodowa współpraca popłaca
Naukowcy z Uniwersytetu Kentucky w Stanach Zjednoczonych otrzymali właśnie od Agencji Zaawansowanych Projektów Badawczych (ARPA-E) będącej częścią amerykańskiego Departamentu Energii grant na stworzenie nowej generacji materiałów, które będzie można wykorzystać w reaktorach fuzyjnych.
Wyzwanie stojące przed naukowcami jest zatem niezwykle trudne: stworzenie materiału, który będzie w stanie skutecznie utrzymywać plazmę przez cały okres eksploatacji reaktora fuzyjnego.
Energia powstająca w procesie fuzji wymaga materiałów, które mogą utrzymać stabilność w temperaturach przekraczających 100 milionów stopni Celsjusza. Zespół badawczy skupia się na opracowaniu trwałego materiału, który będzie wchodził w bezpośredni kontakt z plazmą.
Czytaj także: Stabilność plazmy, jakiej jeszcze nie było. Nowy reaktor fuzyjny toruje drogę do technologii przyszłości
Naukowcy wskazują, że prace będą skupiały się na badaniu materiałów bazujących na wolframie, czyli metalu o niezwykle wysokiej temperaturze topnienia. Słabym punktem tego pierwiastka jest fakt, że choć jest odporny na ekstremalne temperatury, to znany jest też ze swojej kruchości. Badacze planują zatem stworzyć odpowiednie stopy wolframu z takimi pierwiastkami jak chrom czy tantal. W ten sposób może powstać trwały materiał o ekstremalnie wysokiej temperaturze topnienia, o wysokiej odporności na promieniowanie i odpowiednio elastyczny. Wychodzi zatem na to, że naukowcy będą musieli stworzyć stop zoptymalizowany pod kątem właściwości mechanicznych i termicznych.
Warto tutaj podkreślić, że gra jest warta świeczki. Opanowanie plazmy i procesu fuzji termojądrowej może nie tylko rozwiązać wszystkie nasze problemy energetyczne, ale także może spowodować gigantyczny skok technologiczny całej cywilizacji. Naukowcy nie zamierzają tym samym przebierać w środkach. W rozwijaniu nowych materiałów będą korzystali zarówno ze swojego doświadczenia, jak i z algorytmów uczenia maszynowego.