Fuzja jądrowa z magnesami ziem rzadkich: Iskra zapłonowa dla (prawie) darmowej energii?
Naukowcy z Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) opracowali nowy reaktor termojądrowy typu stellerator. Pierwszy reaktor tego typu został opracowany w PPPL 70 lat temu. Choć w tamtym czasie projekt nie był ekonomicznie wykonalny, nowy stellerator Muse może nawet zrewolucjonizować istniejące reaktory fuzji jądrowej. Zamiast elektrycznych cewek magnetycznych, jego konstruktorzy wykorzystali magnesy trwałe wykonane z metali ziem rzadkich.
Żaden prąd elektryczny nie destabilizuje plazmy
Do tej pory badania nad fuzją jądrową prowadzono głównie przy użyciu reaktorów tokamak, w których plazma jest otoczona cewkami magnetycznymi ułożonymi w pierścień. W takich reaktorach przez plazmę przepływa jednak prąd, co może powodować jej niestabilność. Naukowcy z PPPL rozwiązali ten problem. Reaktor Muse nie wymaga żadnego napięcia elektrycznego i dlatego może działać przez nieokreślony czas bez zasilania.
Pole magnetyczne zoptymalizowane o współczynnik 100
Produkcja i rozmieszczenie magnesów w siłownikach z magnesami trwałymi są bardzo trudne, więc wyniki wcześniejszych eksperymentów nie były ani wykonalne, ani ekonomiczne dla dalszego rozwoju fuzji jądrowej. Reaktor Muse był jednak w stanie optymalnie utrzymać plazmę dzięki szczególnej właściwości: wyjątkowej quasi-symetrii. W uproszczeniu oznacza to, że kształt pola magnetycznego wewnątrz stelleratora nie odpowiada kształtowi pola wokół stelleratora. Według zespołu badawczego PPPL, quasi-symetria Muse odpowiada stukrotności zwykłego reaktora stelleratora. Ponadto magnesy ziem rzadkich w Muse mają natężenie pola 1,2 Tesli. To znacznie więcej niż w przypadku konwencjonalnych ferrytowych lub ceramicznych magnesów ziem rzadkich, które wynoszą od 0,5 do 1 tesli.
Brak wysokowydajnych magnesów trwałych bez metali ziem rzadkich
Wysokowydajne magnesy trwałe, takie jak te stosowane w nowych reaktorach Stellerator, nie mogą być budowane bez czterech najważniejszych pierwiastków ziem rzadkich. Tlenek neodymu stanowi większość masy takich magnesów, ale ciężkie pierwiastki ziem rzadkich, takie jak tlenek terbu i tlenek dysprozu, są również niezbędne ze względu na ich szczególne właściwości. Chronią one magnesy przed rozmagnesowaniem w wysokich temperaturach, co jest niezbędne w dziedzinie fuzji jądrowej.
Unia Rynków Kapitałowych daje perspektywę 500 miliardów euro możliwości inwestycyjnych
Ponieważ badania nad fuzją jądrową jako (prawie) darmowym źródłem energii są już tak zaawansowane, politycy wzywają do inwestycji. Podczas niedawnej wizyty w Instytucie Fizyki Plazmy Maxa Plancka (IPP) w Garching koło Monachium, przewodnicząca Komisji Europejskiej Ursula von der Leyen opowiedziała się za lepszymi warunkami ramowymi dla fuzji jądrowej jako przyszłego źródła energii. W tym celu Unia Rynków Kapitałowych musi być rozwijana na poziomie europejskim. Mogłoby to zwiększyć możliwości inwestycyjne o 500 miliardów euro rocznie.
Inwestowanie w fuzję jądrową z ziem rzadkich już teraz
Prywatni inwestorzy również mogą inwestować w fuzję jądrową już teraz. W końcu, jeśli nowe reaktory stelleratorowe wejdą do użytku, producenci będą potrzebować ogromnych ilości tych krytycznych surowców.