2018/01/24 - LEI fizikas – bendraautorius straipsnio, paskelbto prestižiniame mokslo žurnale „Nature Physics“

Prestižiniame mokslo žurnale „Nature Physics“ (44 iš 12’090 žurnalų pagal citavimo rodiklį), priklausančiame žurnalo „Nature“ leidžiamai tyrimų žurnalų grupei, paskelbtas straipsnis, kuriame pateikiamas naujas ir našus būdas generuoti aukštos energijos jonų plazmą panaudojant elektromagnetines bangas. Mokslininkų atrastas ir straipsnyje aprašomas būdas aktualus ne tik laboratorijose sukuriamos plazmos efektyvumui didinti, bet ir gali būti taikomas didelės energijos jonų kosmoso plazmų aplinkose (pvz., Saulės žybsniuose) stebėjimams vertinti bei ateities branduolių sintezės jėgainėse.

Vienas iš šio straipsnio bendraautorių – Lietuvos energetikos instituto Branduolinių įrenginių saugos laboratorijos mokslininkas dr. Gediminas Stankūnas. Publikacijoje „Efficient generation of energetic ions in multi-ion plasmas by radio-frequency heating“ (liet. Naši didelės energijos jonų generacija daugiajoninėje plazmoje panaudojant radijo bangų kaitinimą) atskleistas efektyvus helio jonų (He-3), esančių vandenilio-deuterio plazmose, įgreitinimo iki aukštų energijų būdas, bei, šiems jonams lėtėjant, našus plazmos kaitinimas ir išspinduliuotos galios pasiskirstymas vakuuminiame inde. Šiame straipsnyje aprašomas būdas atrastas mokslininkams atliekant eksperimentus, ieškant būdų kaip efektyviai išgauti energiją ateities branduolių sintezės (angl. nuclear fusion) jėgainėse. Sukurto metodo potencialas pateikiamas pasitelkiant didžiausią plazmos magnetinio išlaikymo įrenginį JET (Joint European Torus, Culham, JK) ir didelio magnetinio lauko tokamaką Alcator C-Mod (Cambridge, JAV).

Tai jau ne pirmas itin gausaus (per 1000 autorių) kolektyvo straipsnis. Keletas anksčiau paskelbtų kolektyvo straipsnių su bendraautoriu iš LEI:

  1. Lengar I., Čufar A., Conroy S., Batistoni P., Popovichev S., Snoj L., Syme B., Vila R., Stankūnas G., Contributors J. Radiation damage and nuclear heating studies in selected functionalmaterials during the JET DT campaign. Fusion Engineering and Design. ISSN 0920-3796. 2016. Vol. 109-111, Part A. p. 1011–1015
  2. Litaudon X…Stankūnas G… and JET Contributors Overview of the JET results in support to ITER. Nuclear Fusion. ISSN 0029-5515. Vol. 57. 2017. 102001. p. 1- 41
  3. Romanelli F. … Stankūnas G…Zychor I. Overview of the JET results. Nuclear fusion. ISSN 0029-5515. Vol. 55. No. 10. p. 1-14
  4. Stankūnas G., Tidikas A., Batistoni P., Lengar I., Jet Cintributors Analysis of activation and damage of ITER material samples expected from DD/DT campaign at JET // Fusion Engineering and Design. ISSN 0920-3796. Vol. 125. 2017. p. 307–313

Branduolių sintezė – tai procesas, kurio metu susijungia du lengvi branduoliai, pavyzdžiui, vandenilio izotopai deuteris ir tritis, sudarydami naują helio branduolį, o šio proceso metu išsiskiria milžiniškas energijos kiekis. Toks procesas vyksta ir žvaigždėse, o pasaulio mokslininkai sprendžia, kaip jį būtų galima suvaldyti ir pritaikyti Žemėje.

Joint European Torus, arba trumpai – JET, yra didžiausias Europoje eksploatuojamas branduolių sintezės reaktorius, savo charakteristikomis panašiausias į ITER – Tarptautinį eksperimentinį termobranduolinį reaktorių (angl. International Thermonuclear Experimental Reactor), šiuo metu statomą Prancūzijoje. Didžioji dalis rezultatų, sukauptų šiame įrenginyje atliktų eksperimentų ir technologinių bandymų metu, naudojami kuriant ITER. JET yra Europos branduolių sintezės tyrimų konsorciumo EUROfusion flagmanas, įrengtas Culham‘o branduolių sintezės centre, Jungtinėje Karalystėje. EUROfusion – pirmasis ir didžiausias ne tik finansiniu indėliu, bet ir ambicingumu Europos Sąjungos mokslinių tyrimų ir inovacijų programos projektas, gerokai prisidedantis siekiant iki 2050 m. energiją gaminti ir branduolių sintezės įrenginiuose. Projekto vykdytojai sudaro 28-ių šalių konsorciumą, kuriame Lietuvai atstovauja Lietuvos energetikos institutas.

Konsorciumo mokslininkai ir inžinieriai pasiekė puikių rezultatų neseniai užbaigtose JET eksperimentų kampanijose. Atliktų tyrimų rezultatai, iš jų ir minimi publikuotame straipsnyje, bus naudingi ateityje atliekant deuterio-tričio reakcijų bandymus, ir paklos pamatus tolesniems eksperimentams ITERe.

LEI ir toliau aktyviai dalyvauja JET vykdomose eksperimentų kampanijose. Kartu su JET partneriais instituto mokslininkai analizuoja duomenis, atlikdami analoginio bolometro įrenginio signalo tomografinę analizę, sudarant plazmos galios pasiskirstymo žemėlapius JET tokamako vakuuminiame inde.


Internal view of the JET © EUROfusion
JET vakuuminio indo vaizdas iš vidaus. © EUROfusion 2014 – 2018, CC BY 4.0