A világ legnagyobb sztellarátora, a Max Planck Plazmafizikai Intézet kísérleti létesítményében, a Wendelstein 7-X-ben először sikerült előállítani nagy energiájú hélium-3 ionokat. A sztellarátor egy olyan berendezés, amely nagy hőmérsékletű plazmát képes egyben tartani mágneses mező segítségével annak érdekében, hogy ellenőrzött magfúziós reakciót tartson fenn.

A jövőbeli fúziós erőművek a szuperforró, több millió fokos plazma felhasználására támaszkodnak. Ez a plazma nagy energiájú alfa-részecskéket (hélium-4 atommagokat) termel, amelyek létfontosságúak ahhoz, hogy a folyamatos fúziós reakcióhoz szükséges szélsőségesen magas hőmérsékletet fenn lehessen tartani. Ha ezek a részecskék túl gyorsan távoznak, a plazma lehűl, a reakció pedig nem tartható fenn tovább.

Mivel a W7-X kisebb, mint a valódi fúziós reaktor, és egy kísérleti berendezésről van szó, a tudósok könnyebb, alacsonyabb energiájú részecskékkel szimulálják ezeket a körülményeket. „A gyakorlatban a könnyebb hélium-3 ionokat erre a célra megfelelő energiára gyorsítják” – idézi a tudósokat az Interesting Engineering.

A csapat az eredmény eléréséhez egy élvonalbeli megoldást, az úgynevezett ion ciklotron rezonancia fűtést (ion cyclotron resonance heating, ICRH) alkalmazta.

Az ICRH nagyteljesítményű, megawatt-tartományú, nagyfrekvenciás hullámokat használ. Azzal, hogy elektromágneses hullámokat táplál egy hidrogént és hélium-4-et tartalmazó plazmába, és azokat arra a specifikus frekvenciára – az ion ciklotron frekvenciára – hangolja, amelyen a hélium-3 ionok természetes módon keringenek a mágneses térvonalak körül, a részecskék hatékonyan nyelik el az energiát.

A kutatók arra jutottak, hogy ugyanazok a rezonanciafolyamatok, amelyek a W7-X hélium-3 részecskéit gerjesztik, megmagyarázhatnak egy Nappal kapcsolatos különös jelenséget is. Az elmélet szerint a Napban lévő hélium-3 részecskéket felgyorsíthatják a természetesen előforduló elektromágneses hullámok, így hatalmas felhők alakulhatnak ki belőlük, amelyek akár 10 000-szer több hélium-3-at tartalmaznak, mint a Nap másfajta felhői.

Eddig ezt nem sikerült mérésekkel bebizonyítani, a mostani vizsgálat azonban megmutathatja a jelenség mögöttes fizikáját, egyúttal igazolhatja is azt. Ennek köszönhetően a német kutatók kísérletének sikere nemcsak a fúziós erőműveket hozhatja közelebb a valósághoz, hanem a világegyetem működését is segíthet jobban megérteni.

Ha máskor is tudni szeretne hasonló dolgokról, lájkolja a HVG Tech rovatának tudományos felfedezésekről is hírt adó Facebook-oldalát.