Ali zahvaljujući trudu Max Planckovog instituta za fiziku plazme, stručnjaci se nadaju kako bi se to uskoro moglo promijeniti. Prošle godine, nakon 1,1 milijuna sati konstruiranja, Institut je dovršio najveći stroj za nuklearnu fuziju na svijetu svoje vrste, koja se zove stellarator, a ovaj je 16 metara široki stroj imenovan Wendelstein 7-X.
Nakon više od godinu dana testiranja, inžinjeri su napokon spremni po prvi puta uključiti ovaj 1,1 milijardu dolara (7,6 milijardi kuna) vrijedan stroj, možda već i do kraja ovoga mjeseca.
Gradnja duga 19 godina
Stellaratori su izrazito zahtjevni za gradnju. Ovaj video pokazuje konstrukciju Wendelstein 7-X reaktora, koja je trajala 19 godina:
Između 2003. i 2007. projekt je imao veće zastoje, uključujući i bankrot jednog od glavnih proizvođača nužnih dijelova, što je gotovo rezultiralo ukidanjem cjelog poduhvata.
Do sada se pokušalo proizvesti tek nekoliko stellaratora, a još ih se manje i uspješno dovršilo.
Za usporedbu, stellartorov popularniji rođak, nazvan tokamak, u široj je upotrebi. Danas u svijetu postoji gotovo 40 operativnih tokamaka, dok ih je do sada napravljeno preko 200. Te je strojeve lakše napraviti i do sada su se pokazali da uspješnije obavljaju posao nuklearnog reakora nego stellaratori.
Ali tokamaci imaju jedan veliki nedostatak na koji je W7-X potpuno imun, zbog čega bi njemački stroj mogao dovesti do bitne promjene.
Kako radi nuklearni reaktor
Ključ uspješnog nuklearnog generatora bilo koje vrste je da stvori, drži unutar sebe, i kontrolira masu super-zagrijane tvari zvane plazma - plin koji je dosegao temperaturue od preko 100 milijuna stupnjeva Celzijusa.
Na toliko visokim temperaturama elektroni bivaju izvučeni iz svojih atoma i nastaju ioni. U takvim ekstremnim uvjetima odbojne sile, zbog kojih se inače ioni odbijaju jedni od drugih poput malih automobila u zabavnom parku, više ne vrijede. Umjesto toga ioni se sudaraju i spajaju, pri tome oslobađajući energiju koja se zove nuklearna fuzija. To je proces koji daje energiju našem Suncu već 4.5 milijardi godina i nastaviti ća za, kako se procjenjuje, još nekih 4 milijarde.
Nakon što je plin u reaktoru zagrijan na potrebnu temperaturu, koriste se super-hlađene magnetske ovojnice kako bi stvorile jaka magnetska polja koja drže plazmu unutar sebe.
W7-X, na primjer sadrži 50 magnetnih ovojnica od kojih svaka teži 5.4 tona.
Razlika između tokamaka i stellaratora
Godinama su tokamaci smatrani reaktorima koji najviše obečavaju kada je u pitanju korištenje energije koja pokreće Sunce jer je konfiguracija njihovih magnetskih ovojnica takva da drži plazmu bolje od trenutno operativnih stellaratora.
Ali postoji jedan problem. Tokamaci mogu kontrolirati plazmu isključivo unutar kratkih vremenskih rokova koji ne mogu trajati niti 7 minuta. Za sada vremenski rekord drži francuski tokamak "Tore Supra" - radio je neprekidno punih 6 minuta i 30 sekundi. A energija potrebna za stvaranje te plazme veća je od energije koju inžinjeri dobivaju od periodičnog rada reaktora.
Drugim riječima, tokamaci troše više energije nego što je proizvode, što baš i nije ono što ljudi žele od reaktora nuklearne fuzije, kojima se već tepa da su "najvažniji izvor energije u ovome tisućljeću".
Zahvaljujući stellaratorovom dizajnu, stručnjaci se nadaju kako će moći održavati plazmu u intervalima od barem 30 minuta, što je znatno dulje od bilo kojeg tokamaka.
Ako W7-X uspije, mogao bi potpuno preokrenuti zajednicu nuklearne fuzije i učiniti stellaratore glavnim reaktorima na putu do energije čiste fuzije.
"Svijet čeka da vidi hoćemo li uspjeti održavati plazmu na duže vrijeme", rekao je David Gates, glava stellaratorske fizike u princetonovom Laboratoriju za fiziku plazme.
