Chiny wykroczyły poza ramy science fiction i stały się pierwszym krajem, któremu udało się stworzyć coś, co nazywają „mikrosłońcem” lub „sztucznym słońcem”. Jest to niemal nieskończone źródło energii oparte na syntezie jądrowej. Innymi słowy, choć nie jest to dosłownie drugie słońce, eksperyment ten replikuje system bardzo podobny do słońca, które również powstaje w wyniku syntezy jądrowej.
Eksperyment ten nosi nazwę EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak) i został opracowany w 1996 roku, choć pierwsze kroki stawiał dopiero w 2006 roku. Projekt w pełni funkcjonalny osiągnął jednak dopiero niedawno, po latach inwestycji i badań naukowych. Urządzenie jest światowym pionierem, pierwszym w pełni nadprzewodzącym tokamakiem. Celem zawsze było odtworzenie fizycznych parametrów Słońca, a także wymagań inżynieryjnych danego projektu ITER. To osiągnięcie zapewniło Chinom pozycję ważnego technologicznego punktu odniesienia w dziedzinie tego typu reaktorów
Model LSSF.
Fazy eksperymentalne i zapisy progresywne
- 2006–2007: Początkowo plazmę utrzymywano przez zaledwie 3 sekundy przy prądzie 200 kA; wkrótce potem, w styczniu 2007 r., plazmę utrzymywano przez prawie 5 sekund przy prądzie 500 kA.
- 2010–2011: Począwszy od 2010 roku zespół EAST osiągnął zdolność do wytwarzania plazmy o wysokim stopniu uwięzienia, co nazywają trybem H, wykorzystując fale o niskiej częstotliwości. Od 2011 roku poczyniono znaczne postępy, utrzymując plazmę w temperaturze 50 milionów kelwinów przez 30 sekund
- 2017–2018: W lipcu 2017 r. tokamakowi udało się utrzymać tryb H przez ponad 100 sekund, co stanowiło już dwukrotność wyników z 2011 r. W listopadzie 2018 r. osiągnięto ten sam czas, ale z tą różnicą, że tokamak osiągnął dwukrotnie wyższą temperaturę elektroniczną, sięgającą 100 milionów stopni.
Sztuczne słońce: rekordy milimetrowe i etapy finałowe
- 2021: EAST zarejestrował plazmę o temperaturze niemal 120 milionów stopni i utrzymywał ją przez 101 sekund; pod koniec tego samego roku, w grudniu, osiągnęła ona 1056 sekund (nieco ponad 17 minut), co było już znaczącym przełomem.
- 2023: W tym momencie projekt znajdował się już w fazie końcowej; udało się utrzymać plazmę przez prawie 10 minut, co dla wielu naukowców było niewiarygodne.
- 20 stycznia 2025 r.: Chiny potrafią teraz wytwarzać plazmę przez prawie 20 minut, co stanowi kamień milowy w historii syntezy jądrowej. Stworzenie mikrosłońca w ciągu 20 minut wystarczy, aby wygenerować niepoliczalną ilość energii.
Innowacje generowane przez sztuczne słońce
Mimo że sztuczne słońce nie osiągnęło jeszcze fazy zapłonu, aby świecić nieprzerwanie, to 20-minutowy kamień milowy pełni już wiele praktycznych funkcji w polu energetycznym.
Co więcej, eksperyment pobił również rekordy pod względem temperatury, która jest około 70 000 razy wyższa niż maksymalna temperatura domowych kuchenek mikrofalowych. EAST odnotował również ważne odkrycia dotyczące trybów utrzymania, a także czasu trwania impulsu, temperatury i gęstości plazmy. Elementy te mają kluczowe znaczenie i są niezbędne dla przyszłych reaktorów, takich jak ITER i CFETR
Globalny kontekst naukowy
Chociaż EAST jest projektem chińskim, obecnie służy jako otwarta platforma testowa dla chińskich i międzynarodowych naukowców na całym świecie. Uczestniczy w licznych projektach, takich jak ITER (znajdujący się w południowej Francji), w którym Chiny również uczestniczą, pokrywając prawie 10% kosztów budowy i eksploatacji.
Historia zapisów i eksperymentów dostarcza praktycznych wskazówek na temat rozwoju chińskiego reaktora testowego do inżynierii syntezy jądrowej, który będzie następną generacją „sztucznego słońca” w Chinach.