Šis pasiekimas žymi svarbią Pekino pajėgumų vykdyti branduolinės energijos tyrimus pažangą.

Tokamako tipo reaktorius HL-2M yra didžiausias ir pažangiausias branduolinės sintezės eksperimentinis įrenginys Kinijoje. Mokslininkai tikisi, kad tyrimai šioje srityje kada nors gali atverti naują galingą švarios energijos šaltinį.

Įrenginyje itin stiprus magnetinis laukas laiko įkaitusios plazmos srautus, kurių temperatūra gali siekti daugiau kaip 150 mln. Celsijaus laipsnių, rašo dienraštis „People's Daily“. Tokia temperatūra apie dešimteriopai didesnė negu Saulės centre.

Pietvakarinėje Sičuano provincijoje praeitais metais baigtoje įrengti laboratorijoje esantis reaktorius dažnai vadinamas dirbtine saule dėl jo išskiriamo milžiniško šilumos ir energijos kiekio.

„Branduolių sintezės energijos plėtra yra ne tik būdas išspręsti Kinijos strateginius energijos poreikius, bet taip pat būtų itin reikšminga Kinijos energetikos ir nacionalinės ekonomikos tvariai plėtrai ateityje“, – rašo „People's Daily“.

Kinų mokslininkai mažesnius branduolių sintezės reaktorius kuria nuo 2006 metų.

Jie planuoja naudoti naująjį įrenginį kartu su mokslininkais, kuriančiais Tarptautinį eksperimentinį termobranduolinį reaktorių (International Thermonuclear Experimental Reactor) – didžiausią pasaulyje branduolių sintezės tyrimų projektą. Šis įrenginys turėtų būti pastatytas iki 2025 metų.

Branduolių sintezės reakcijos, panašios į vykstančias Saulės gelmėse, laikomos perspektyviu galingu švarios energijos šaltiniu.

Vykstant tokioms reakcijoms besijungiantys atomų branduoliai atpalaiduoja milžiniškus energijos kiekius. Šis procesas yra priešingas radioaktyviajam branduolių skilimui, daug anksčiau pritaikytam atominiuose ginkluose ir elektrinėse.

Kitaip negu tradiciniai atominiai reaktoriai, branduolių sintezės reaktoriai turėtų būti daug švaresni ir galingesni, keliantys mažesnį avarijų ir branduolinių medžiagų vagystės pavojų.

Tačiau palaikyti branduolių sintezę – nepaprastai sudėtinga ir brangu. Prognozuojama, kad ITER reaktoriaus visa kaina sieks 22,5 mlrd. JAV dolerių (apie 18,6 mlrd. eurų).

„Reuters“ praneša, kad Kinija rimtai mąsto apie komercinę branduolinę sintezės jėgainę ir tam pasirengusi skirti daug lėšų.

Kinija jau yra investavusi beveik milijardą dolerių į tokamaką, o dar beveik 900 mln. dolerių yra numatyti kitam tokamako įrenginiui.

„Praėjus penkeriems metams, skaičiuojant nuo dabar, mes pradėsime statyti savo branduolių sintezės reaktorių, kurio statybos užtruks dar 10 metų“, – sakė Hefei fizikos mokslų instituto direktoriaus pavaduotojas Song’as Yuntao. „Po šių darbų pastatysime elektros generatorių ir pradėsime generuoti energiją maždaug 2040-aisiais metais.“

Kinija branduolių sintezės srityje darbuojasi nuo 1958-ųjų metų, tačiau dabartiniame etape labiau kalbama ne apie šalių tarpusavio konkuravimą, o tarptautinį bendradarbiavimą. Ir Kinija yra viena iš 35 šalių, kuri prisideda prie tarptautinio, 10 mlrd. eurų vertės branduolių sintezės ITER projekto, vystomo Prancūzijoje.

Kinija yra atsakinga už 9 proc. ITER komponentų gamybą ir vaidina svarbų vaidmenį kuriant bei diegiant pagrindines branduolių sintezės reaktoriaus technologijas.

Numatoma, kad ITER pradės generuoti plazmą iki 2025-ųjų metų. Tada bus pastatytas demonstracinis reaktorius, kuriuo bus siekiama sukurti 500 MW galią, o pačiam sintezės procesui panaudoti vos dešimtadalį to – 50 MW. Kol kas mokslininkams šis klausimas ir yra sudėtingiausias, nes pats sintezės procesas reikalauja daugiau energijos, nei pavyksta jos gauti. Tačiau ir šioje srityje yra matomas progresas.

Nepaisant kritikų, kurie sako, kad patikima branduolių sintezės energija yra nereali svajonė, Song’as yra įsitikinęs, kad reikalingi proveržiai jau yra pasiekti.

„Kadangi dabar turime daugybę technologijų, daugelis iššūkių plazmos fizikoje buvo įveikti ir, manau, kad tai tik pagreitins visą procesą“, – teigė Song’as.

Didžiulis – 14 metrų aukščio ir 16 metrų skersmens įrenginys – buvo sukurtas kaip instrumentas vandenilio gamybai. 149 lempų spindulys sukoncentruojamas į 20 cm² laukelį ir ten pasiekia 3000°C laipsnių temperatūrą. To pakanka suskaldyti vandens molekulei ir pagaminti tam tikrą kiekį vandenilio.

Testo, trukusio ne daugiau kaip 20 minučių, metu, tai ir buvo padaryta bei įrodyta, kad sumanymas iš tiesų veikia. Tačiau pats aparatas nepertraukiamai gali dirbti ir daug ilgiau: ištisas valandas ar net visą dieną.

Bendra įrenginio galia yra 350 kW ir jis sukuria nei daug nei mažai: apytikriai 10 tūkst. kartų daugiau Saulės spinduliuotės, nei Žemę pasiekia natūraliai, o pats skleidžiamų spindulių spektras beveik identiškas tikrajai Saulei.

Stebina ir įrenginio apetitas: per keturias valandas sunaudoja tiek elektros energijos, kiek keturių asmenų šeima per metus, o išskiriamos šilumos kiekis toks didelis, kad pakaktų paversti pelenais bet kokį toje pačioje patalpoje esantį žmogų.

Ekologiškiausias iki šiol žinomas kuras

Vandenilis yra pats lengviausias ir labiausiai paplitęs elementas visatoje, tačiau Žemėje ganėtinai retas. Mūsų planetoje šis elementas praktiškai nerandamas grynas, sutinkamas tik junginiuose su kitais elementais.

Vis dėlto, verta pasukti galvą, kaip šio elemento gauti dirbtiniais būdais, nes vandenilis tikriausiai yra pats ekologiškiausias iki šiol mums žinomas kuras. Sudegdamas vandenilis jungiasi su deguonimi ir virsta vandeniu, kitaip tariant - vienintelis degimo produktas yra vanduo. Kai tuo tarpu įprastinis kuras išskiria anglies dioksidą, anglies monoksidą, nitratus ir visa eilę kitų kenksmingų medžiagų.

Nepaisant didžiulių elektros sąnaudų ir mažo pagaminamo vandenilio kiekio, šis įrenginys pirmiausiai skirtas teoriniams skaičiavimams. Šiuo metu siekiama kuo labiau optimizuoti vykstančius procesus, sužinoti apie efektyviausius vandenilio gamybos technologinius režimus.

Pagrindinis ilgalaikis uždavinys – panaudoti visas šių eksperimentų metu gautas žinias kuriant saulės elementus, jos energiją galinčius tiesiogiai paversti į vandenilį.