Eksperimentinio pažangaus superlaidaus tokamako (tokamakas – riestainio formos magnetinį lauką sukuriantis įrenginys, skirtas plazmos sulaikymui, vykstant termobranduolinei sintezei) EAST branduolių sintezės reaktorius 1056 sekundes išlaikė 70 milijonų laipsnių pagal Celsijų temperatūrą. Šis pasiekimas leido mokslininkams žengti nedidelį žingsnį sukuriant beveik neribotos švarios energijos šaltinį.
Kinijos eksperimentinis branduolinės sintezės reaktorius sutriuškino senesnį rekordą, kurį 2003 metais buvo pasiekęs Prancūzijos Tore Supre tokamakas, kur plazma panašios temperatūros išbuvo apie 390 sekundžių. EAST anksčiau, 2021 metų gegužę buvo pasiekęs kitą rekordą, kai 120 milijonų laipsnių pagal Celsijų išlaikė 101 sekundę. Palyginimui, Saulės branduolys pasiekia maždaug 15 laipsnių pagal Celsijų temperatūrą.
Šiam eksperimentui vadovavęs Gong Xianzu iš Kinijos mokslų akademijos Plazmos fizikos instituto sako, kad šis įvykis kloja tvirtus mokslinius ir eksperimentinius pamatus sintezės reaktoriaus naudojimui.
Mokslininkai energijos gamybai pasitelkti branduolinės sintezę (procesas, vykstantis žvaigždėje) mėgina jau daugiau nei 70 metų. Jungdamos vandenilio atomus ir verčiant heliu esant ekstremaliai temperatūrai ir slėgiui, vadinamosios pagrindinės sekos žvaigždės sugeba paversti materiją šviesa ir šiluma, generuodama milžiniškus energijos kiekius, tuo pačiu negaminant šiltnamio efektą sukeliančių dujų ar ilgai išsilaikančių radioaktyvių atliekų.
Tačiau atkartoti žvaigždžių branduoliuose esančias sąlygas nėra paprasta užduotis. Dažniausiai branduoliniams sintezės eksperimentams yra naudojamas tokamako dizainas, kuris veikia įkaitindamas plazmą (vieną iš keturių materijos būsenų, kurią sudaro teigiami jonai ir neigiamą krūvį turintys laisvieji elektronai), prieš tai ją galingais magentiniais laukais įkalinant spurgos formos reaktoriaus kameroje.
Tačiau išlaikyti audringas ir itin įkaitusias plazmos spirales tokiam laikui, kol įvyks sintezė, yra sudėtingas procesas. Sovietų mokslininkas Natanas Javlinskis pirmąjį tokamaką sukūrė 1958 metais, tačiau niekam dar nera pavykę sukurti eksperimentinio reaktoriaus, kuris sugebėtų išskirti daugiau energijos, negu pasiimti.
Viena didžiausių problemų buvo išlaikyti plazmą, kuri yra pakankamai karšta, kad jungtųsi. Sintezės reaktoriams reikia labai aukštų temperatūrų – žymiai didesnių nei Saulės – kadangi jie turi dirbti žymiai mažesnio slėgio sąlygomis nei žvaigždžių branduoliuose. Įkaitinti plazmą iki aukštesnės nei Saulės temperatūros nėra sudėtinga, tačiau išlaikyti ją kameroje, kad ji nepradegintų reaktoriaus sienelių nesugadinant pačios sintezės proceso yra techniškai sudėtinga.
Manoma, kad birželį baigus šį eksperimentą, EAST sąmata Kinijai sieks daugiau nei 1 trilijoną JAV dolerių. Tačiau šis bandymas naudojamas ir siekiant išbandyti technologijas dar didesniam sintezės projektui – Tarptautiniam termobranduoliniam eksperimentiniam reaktoriui (ITER), kuris šiuo metu yra kuriamas Marselyje (Prancūzija).
Tai bus didžiausias pasaulyje branduolinis reaktorius, kurį kuria 35 valstybės – visos Europos Sąjungos šalys, Jungtinė Karalystė, Kinija, Indija ir JAV. ITER turi galingiausią pasaulyje magnetą, kuris gali sukurti 280 000 kartų galingesnį magnetinį lauką nei tas, kuris supa Žemę. Tikimasi, kad šis reaktorius pradės veikti 2025 metais ir suteiks mokslininkams dar daugiau įžvalgų apie tai, kaip pasitelkti žvaigždžių energiją Žemėje.
Kinija taip pat vysto ir daugiau savo branduolinės energetikos programų – pavyzdžiui, ji vysto inercinės uždaros sintezės eksperimentą ir kito dešimtmečio pradžioje planuoja sukurti naują tokamaką.
JAV pirmas veikiantis branduolinės sintezės reaktorius turėtų būti užbaigtas 2025 metais, o britų kompanija tikisi komerciniu būdu išgauti elektros energiją iš tokio reaktoriaus iki 2030 metų.
