Nemški fuzijski reaktor Wendelstein 7-X deluje

Fuzijski reaktor Wendelstein 7-X, ki so ga Nemci začeli graditi leta 2005 in dokončali leta 2014, deluje po načrtih. Prve množine helijeve plazme pri temperaturah milijon stopinj Kelvina so v njem pridobili pred natanko letom dni, sedaj pa so potrdili, da obratuje v skladu z načrti. Kot so objavili v Nature Communications, je razlika med napovedmi in meritvami manj kot 1/100.000, kar je dovolj, da ga proglasimo za delujočega.

Wendelstein 7-x je vrsta fuzijskega reaktorja (stellarator), ki vročo plazmo kroti z močnimi magnetnimi polji. V resnici gre za precej star dizajn, ki so ga izumili že leta 1958, a se je v 70. in 80. letih umaknil alternativnemu dizajnu tokamak, ki pa ima tudi svoje težave, zato se stellarator ponovno uveljavlja. V stelleratorju s tuljavami ustvarijo gnezdena toroidna magnetna polja. Magnetne silnice se vijejo okrog magnetne površine tako, da če sledimo posamezni silnici, se nikdar ne vrnemo na isto mesto, temveč popišemo celotno površino. V njeni notranjosti je ujeta plazma. Razlika med tokamakom in stellaratorjem je ta, da v stellaratorju zunanje tuljave ustvarjajo toroidne in poloidne komponente magnetnega polja (oboje potrebujemo za nadzor plazme), medtem ko v tokamaku poloidno komponentno magnetnega polja ustvarja električni tok v sami plazmi, zaradi česar je manj stabilna. Žal se je v 70. in 80. letih izkazalo, da je ujetost plazme v stellaratorje slaba, ker so bile orbite delcev divergentne. V tokamakih zaradi toroidne simetrije teh težav ni bilo, medtem ko so v stellaratorjih delci počasi polzeli od notranjosti proti magnetni površini in ven, kar je hitro uničilo plazmo. Šele napredek v 90. letih je omogočil izdelavo stellaratorjev s tako konfiguracijo magnetnega polja, da je bilo teh težav manj.

Po domače - tokamake je laže izdelati, ker so bolj simetrični, a je plazma v njih manj stabilna. Stellarator je izjemno težko izdelati, ker morajo biti magnetna polja zavita (glej skico), zato je treba biti zelo natančen. Toda če uspe pravilno, je plazma v njem bolj stabilna. Wendelstein 7-X je prvi in največji stellarator (polmer 5,5 metra), ki so ga zgradili na podlagi novih dognanj. Zanj so pričakovali, da bo plazmo uspel zadržati. In prav so imeli.

Wendelstein 7-X je sicer prvotno nemški projekt, ki ga je zgradil Inštitut za fiziko plazme Maxa Planckoa (IPP) v Greifswaldu na skrajnem severozahodu Nemčije, a so izdatno pomagali tudi ameriški financerji (Princeton, Oak Ridge in Los Alamos). Sestavlja ga 70 superprevodnih magnetnih tuljav, ki ustvarijo magnetno polje z gostoto 3 T. To zadržuje plazmo s temperaturami 60-130 milijonov stopinj Kelvina in številčno gostoto 3 10²⁰.

Wendelstein 7-X ni namenjen pridobivanju energije, ker je treba vanj še vedno vložiti več, kot od njega dobimo. Je pa dokaz, da je dizajn delujoč. Sedaj se lahko posvetimo ugotavljanju, ali lahko iz fuzije tudi na Zemlji iztisnemo več, kot bi v njo vložili. Sonce teh težav nima, ker atome dovolj približa s samo gravitacijo, na Zemlji pa moramo biti za genezo zvezde pametni.