Istraživači koji rade na kineskom Eksperimentalnom naprednom supravodljivom tokamaku (Experimental Advanced Superconducting Tokamak – EAST) objavili su rezultate koji bi mogli predstavljati prekretnicu u razvoju nuklearne fuzije – tehnologije koja se decenijama smatra gotovo nedostižnim izvorom čiste i gotovo neograničene energije. Naučnici su po prvi put uspjeli stabilno održati plazmu na gustoćama koje značajno premašuju takozvani Greenwaldov limit, granicu za koju se dugo vjerovalo da se ne može preći bez gubitka stabilnosti.

Tokamak reaktori funkcionišu tako što superzagrijanu plazmu – stanje materije u kojem su atomi jonizirani – zadržavaju unutar komore oblika krofne pomoću snažnih magnetnih polja. Da bi došlo do fuzije, lagani atomi se moraju sabiti na ekstremno visoke temperature i gustoće, pri čemu se oslobađa energija. Problem je, međutim, što povećanje gustoće plazme često dovodi do nestabilnosti i naglog prekida reakcije.

Istraživači su smatrali da plazma ne može preći određenu gustoću – granicu nazvanu Greenwaldova granica – a da ne postane nestabilna.

Šta je to Greenwaldova granica (limit)?

Greenwaldov limit, definisan još 1980-tih, decenijama je predstavljao jednu od glavnih prepreka u razvoju tokamak-reaktora. To je empirijsko pravilo u fizici plazme koje određuje maksimalnu gustinu plazme koju tokamak-reaktor može stabilno održavati.

Greenwaldova granica je pokazala da postoji gornja granica gustine plazme koja zavisi od jačine električne struje u plazmi i veličine reaktora. Naime, da bi došlo do nuklearne fuzije, plazma mora biti: dovoljno vruća, dovoljno gusta, dovoljno dugo stabilna.

Ako se ta gustina premaši, dolazi do naglih poremećaja — plazma počinje gubiti energiju, povećava se zračenje i reakcija se prekida.

Smatralo se da prelazak ove granice neizbježno vodi ka gubitku kontrole nad plazmom. Upravo zato je novi rezultat sa EAST-a izazvao veliku pažnju u međunarodnoj naučnoj zajednici.

Šta su postigli kineski naučnici na EAST tokamaku

U studiji objavljenoj 1. januara u časopisu Science Advances, istraživači su pokazali da su postigli gustoće plazme od 30 do čak 65 posto veće od uobičajenih vrijednosti za ovaj reaktor – i to bez destabilizacije sistema. Ključ uspjeha ležao je u smanjenju nečistoća u plazmi, koje inače dovode do neželjenog zračenja i gubitka energije.

Tim je koristio snažne mikrovalove kako bi efikasnije zagrijao početno gorivo za plazmu, čime je smanjeno izbijanje metalnih atoma sa unutrašnjih zidova reaktora. Uz to, ubrizgavana je velika količina neutralnog gasa, koji je obezbijedio dodatno gorivo, ali i ohladio područje blizu zidova, dodatno smanjujući stvaranje nečistoća.

Iako je put do komercijalno isplative fuzije još dug, ovaj rezultat pokazuje da se fundamentalna ograničenja mogu preispitati. Kako ističu stručnjaci, ako se slični efekti potvrde i na drugim tokamak-uređajima, nuklearna fuzija mogla bi biti korak bliže tome da iz laboratorija pređe u stvarni energetski sistem budućnosti.

Reference:

  1. Liu J, Zhu P, Escande DF, Liu W, Xue S, Lin X, Tang P, Wang L, Yan N, Yang J, Duan Y, Jia K, Wu Z, Cheng Y, Zhang L, Qian J, Ding R, Zhou R; EAST team. Accessing the density-free regime with ECRH-assisted ohmic start-up on EAST. Sci Adv. 2026 Jan 2;12(1):eadz3040. doi: 10.1126/sciadv.adz3040. Epub 2026 Jan 1. PMID: 41477826; PMCID: PMC12757026.
  2. Naslovna slika: Xinhua
  3. Chinese Fusion Reactor Achieves Plasma Density Previously Thought to Be Impossible