Warszawskim uczonym ma pomóc w badaniach modernizacja laboratorium i zakup dodatkowego sprzętu. Instytut uzyskał na ten cel 3,6 mln zł z mazowieckiego regionalnego programu operacyjnego. Nowa aparatura może trafić do instytutu w pierwszym kwartale przyszłego roku. W środę modernizowane laboratorium zwiedził marszałek województwa mazowieckiego Adam Struzik.
Plazma jest nazywana czwartym stanem skupienia - materia rozgrzewa się tak bardzo, że elektrony oddzielają się od atomów - pozostawiając swobodne jony, czyli jądra atomowe. Jeśli temperatura jeszcze wzrośnie, może dojść do połączenia jąder, czyli właśnie syntezy termojądrowej. Wtedy z jąder lekkiego pierwiastka powstaje jądro cięższego i wydziela się energia.
Najbliższy termojądrowy reaktor to Słońce
Najbliższy efektywnie działający termojądrowy reaktor energetyczny to Słońce, w którym dochodzi do syntezy jąder wodoru, z których powstaje hel. Wydzielająca się w tym procesie energia dociera do nas w postaci światła. Taką reakcję wykorzystano też do budowy śmiercionośnej broni - bomby termojądrowej. Teraz ludzkość pracuje nad zaprzęgnięciem tych reakcji do pracy i produkowania elektryczności. Naukowcy liczą, że uda się to podobnie jak udało się z reakcjami rozszczepienia jąder atomów, dzięki którym mamy energetykę jądrową.
"Możliwości uzyskania energii termojądrowej w sposób kontrolowany są różne. Jedną z nich, najbardziej zaawansowaną, jest technika, wykorzystywana w programie ITER. To jest rodzaj transformatora, gdzie plazma jest podgrzewana prądem, falami elektromagnetycznymi i strumieniami cząstek. Uzyskuje się tam bardzo wysoką temperaturę, w której zachodzą reakcje termojądrowe. Na razie działa to w małej skali, ale planowany reaktor doświadczalny ma wytwarzać więcej energii, niż zostanie włożone do wywołania reakcji" - mówił w środę PAP zastępca dyrektora instytutu ds. naukowych prof. Jerzy Wołowski.
Warszawscy badacze są członkami międzynarodowego konsorcjum, które realizuje program ITER. Bardziej ich jednak interesuje drugi sposób przeprowadzania reakcji termojądrowych - tzw. laserowa synteza, od której instytut ma część swojej nazwy. Już dawno zauważono bowiem, że odpowiednio skupiony promień lasera jest w stanie podgrzać materię do milionów stopni i wywołać w powstałej w ten sposób plazmie syntezę jąder.
Reakcję termojądrową jak w bombie, ale w mikroskali
"Działają już dwie potężne instalacje. Jedna w Stanach Zjednoczonych, a druga we Francji. Są to programy w 80 proc. militarne. Zaniechano realnych prób z bronią termojądrową i postanowiono symulować to za pomocą laserów. Sferycznie oświetla się laserami maleńką kapsułkę, w której zamknięte są izotopy wodoru. Tam uzyskuje się reakcję termojądrową, taką jak w bombie, ale w mikroskali" - wyjaśnił fizyk. Uczeni znaleźli też sposób na to by obniżyć koszty całej procedury i nie oświetlać wodoru wieloma laserami z różnych stron, ale "podpalać" celnie wymierzonym pojedynczym promieniem.
Idąc tym tropem uczeni starają się sprawdzić czy podpalanie laserami plazmy można wykorzystać do produkcji energii. Powstał międzynarodowy zespół badawczy o nazwie High Power laser Energy Research (HiPER) i trwa projektowanie prototypowej instalacji, która ma powstać gdzieś w Europie do 2030 r.
Instytut Plazmy i Laserowej Mikrosyntezy jest członkiem konsorcjum HiPER.