Forskare har gjort ett genombrott i att förstå hur man kontrollerar intensiva värmeutbrott i fusionsexperiment, vilket för dem närmare att uppnå praktisk fusionsenergi. Denna milstolpe kan bana väg för en potentiellt gränslös och hållbar energikälla för att möta globala energibehov.

Kärnfusion är en process som kombinerar atomer för att frigöra en enorm mängd energi, samma fenomen som driver solen och stjärnorna. Även om kärnfusion i rymden inte kräver komplex utrustning, kräver replikering av dessa förhållanden på jorden exakt kontroll för att upprätthålla processen och utnyttja användbar energi.

Utmaningen för forskare är att förstå och hantera kraftfulla skurar av hög energi som kallas Edge Localized Modes (ELMs). Om de är okontrollerade släpper ELM upprepade gånger ut värmeskurar mot väggarna på fusionsmaskiner, vilket kan smälta eller orsaka slitage på omgivande instrument. Utan korrekt förvaltning har ELM potential att skada de interna mekanismerna i dessa installationer, vilket förhindrar den långsiktiga livskraften för praktisk fusionsenergi.

Det experimentella genombrottet inträffade vid fusionsexperimentet ASDEX Upgrade vid Max Planck Institute for Plasma Physics i Tyskland. Med hjälp av en sofistikerad uppvärmningsteknik som kallas "dynamisk ergodisk divertor", upptäckte teamet ledd av forskare vid EUROfusion-konsortiet att vissa magnetfältskonfigurationer och timings i fusionsmaskinens avledarregion kunde reglera ELM. Med hjälp av datormodeller och sofistikerade sensorer fann de att noggrant designade konfigurationer utlöste mindre och svagare ELM eller helt hindrade dem från att dyka upp.

Att uppnå kontroll över ELM är en viktig milstolpe för både grundläggande fysikforskning och den praktiska utvecklingen av fusionsenergi. Tidigare ansågs den okontrollerade karaktären hos denna högenergiutlösning vara en av de djupaste utmaningarna för att utveckla pålitliga fusionsmaskiner som är nödvändiga för energiproduktion.

Även om det är viktigt att betona att uppnåendet av hållbar fusionsenergi fortfarande kräver ytterligare tekniska förbättringar och experimentella optimeringar, tar detta genombrott världen ett steg närmare förverkligandet av en ren och obegränsad energikälla som kan hjälpa till att hantera pressande globala energiutmaningar. Förmågan att kontrollera ELM är avgörande för framtida fusionsreaktorkonstruktioner som ITER, världens största, mest kostsamma (uppskattad kostnad:minst 20 miljarder euro) experimentella tokamakreaktor under uppbyggnad i Frankrike. ITER, ett samarbete mellan flera länder för att visa långsiktig vetenskaplig hållbarhet, kan i slutändan bana väg för kommersiella fusionsreaktorer under de kommande åren.