Kolejny krok do nowoczesnej elektrowni opartej na fuzji termojądrowej dokonany

Kolejny krok do nowoczesnej elektrowni opartej na fuzji termojądrowej osiągnięty z udziałem pracowników Instytutu Fizyki Uniwersytetu Opolskiego.

Wendelstein 7-X to eksperymentalny stellarator wybudowany przez Instytut Fizyki Plazmowej im. Maksa Plancka w Greifswaldzie w 2014 roku. Obecnie jest to największy ukończony reaktor fuzyjny oparty na technologii stellaratora. Pierwszą plazmę wytworzono w nim 10 grudnia 2015 roku. Naukowcy Instytutu Fizyki Uniwersytetu Opolskiego, Instytutu Fizyki Plazmy i Laserowej Mikrosyntezy w Warszawie oraz Instytutu Fizyki Plazmy im. Maxa Plancka w Greifswaldzie (Niemcy) opracowali unikatowy system diagnostyki plazmy wysokotemperaturowej o nazwie „C/O monitor for W7-X”.

W pierwszych dniach listopada 2022 r. nastąpiło zakończenie procesu wdrożenia jego eksploatacji. W uruchamianiu urządzenia i przeprowadzeniu testów jego podzespołów brał udział dr Ireneusz Książek z UO (który jest także autorem projektu koncepcyjnego i jednym z głównych jego konstruktorów).

Projekt Wendelstein 7-X jest jednym z eksperymentów, który ma na celu opanowanie procesów kontrolowanej fuzji jądrowej – potencjalnie niewyczerpalnego, nieobciążającego środowiska i bezpiecznego źródła energii. Aby osiągnąć fuzję jądrową konieczne jest wytworzenie i utrzymanie w specyficznie skonstruowanym naczyniu materii o temperaturze 100 mln °C. Służy do tego odpowiednio uformowane bardzo silne pole magnetyczne.

W eksperymencie prowadzonym w Greifswaldzie uzyskuje się to w urządzeniu zwanym stellaratorem. W odróżnieniu od bardziej powszechnej konstrukcji o nazwie „tokamak” stellarator ma znacznie bardziej skomplikowaną strukturę, ale może za to działać w sposób ciągły, podczas gdy tokamak pracuje impulsowo.

Opracowane urządzenie, „C/O monitor for W7-X” będzie służyło do monitorowania z dużą rozdzielczością czasową poziomu zanieczyszczenia plazmy przez atomy węgla i tlenu (w przyszłości także boru i azotu). Jest to spektrometr działający w zakresie dalekiego ultrafioletu (na granicy miękkiego promieniowania rentgenowskiego) o specjalnej, zoptymalizowanej konstrukcji.

Przewiduje  się że „C/O monitor for W7-X” dostarczy wielu interesujących wyników naukowych w nadchodzącej kampanii pomiarowej, która rozpoczyna się 21 listopada 2022 roku.

Prace realizowane są m.in. w ramach projektu Eurofusion, w skład którego wchodzą pracownicy Instytutu Fizyki UO: dr Ireneusz Książek - koordynator projektu Eurofusion na Uniwersytecie Opolskim oraz autor projektu koncepcyjnego „C/O monitor for W7-X” i jeden z głównych jego konstruktorów; dr Katarzyna  Książek – koordynator administracyjny na Uniwersytecie Opolskim; zespół naukowy: dr Ireneusz Książek, dr hab. Ewa Pawelec, profesor UO, dr hab. Wiesław Olchawa,  dr hab. Adam Bacławski, profesor UO, dr Agnieszka Bartecka, dr Helena Kiriczenko, dr Katarzyna Książek, mgr inż. Tadeusz Kulig, mgr inż. Dawid Mazur.

Dr Katarzyna Książek