Na tokamaku JET (Joint European Torus) po 40 latach od uruchomienia zakończyła się ostatnia seria eksperymentów.

25 czerwca 1983 roku na urządzeniu uzyskano pierwszą plazmę, cztery dekady później – w poniedziałek, 18 grudnia 2023 roku, o godzinie 22:06 miało miejsce ostatnie wyładowanie plazmowe o numerze 105842, był to ostatni eksperyment na tym urządzeniu i koniec pewnej epoki.

Dyrektor generalny United Kingdom Atomic Energy Authority (UKAEA), profesor Sir Ian Chapman, który był obecny na stanowisku kontrolnym JET podczas ostatniego eksperymentu z plazmą, powiedział: "To ostatni kamień milowy w 40-letniej historii JET. Dziesięciolecia badań z jego wykorzystaniem prowadzonych przez wyspecjalizowane zespoły naukowców i inżynierów odegrały kluczową rolę w przyspieszeniu rozwoju energii termojądrowej".

Ostatniego dnia badań na tokamaku JET badacze z europejskich ośrodków badawczych należących do konsorcjum EUROfusion, w tym także naukowcy z Instytutu Fizyki Plazmy i Laserowej Mikrosyntezy, nie ustawali w przesuwaniu granic nauki. Na początku próbowano po raz pierwszy w urządzeniu uzyskać odwrócony kształt plazmy, a następnie celowo wystrzelono elektrony w wewnętrzną ścianę urządzenia, aby lepiej zrozumieć mechanizmy kontroli wiązki i powstawania uszkodzeń. Wyniki tych eksperymentów będą pomocne przy budowie, a potem eksploatacji eksperymentalnego tokamaka ITER we Francji.

W 2024 roku JET przejdzie do kolejnej fazy cyklu funkcjonowania obejmującego zmianę swojego przeznaczenia i ostatecznie likwidację, która potrwa do ok. 2040 roku.

UKAEA realizuje obecnie program STEP (z ang. Spherical Tokamak for Energy Production) mający na celu demonstrację zdolności do wytwarzania energii elektrycznej netto z syntezy jądrowej.

Grupa naukowców podczas ostatniej kampanii eksperymentalnej na tokamaku JET, w tym zespół pracowników z IFPiLM (grudzień 2023). Zdjęcie: IFPiLM

Co to jest JET?

JET to największy i najbardziej udany eksperyment termojądrowy na świecie oraz jeden z kluczowych obiektów badawczych Europejskiego Programu Syntezy Jądrowej. JET znajduje się w kampusie UKAEA w Culham, Oxfordshire w Wielkiej Brytanii i jest wspólnie wykorzystywany pod kierownictwem EUROfusion przez ponad 31 europejskich laboratoriów. W program JET zaangażowanych jest ponad 350 naukowców i inżynierów z całej Europy w tym z Polski.

Tokamak JET to eksperymentalny reaktor termojądrowy w kształcie torusa, który wykorzystuje pola magnetyczne do utrzymywania gorącego, zjonizowanego gazu (plazmy) z dala od wewnętrznych ścian zbiornika, umożliwiając bezpieczną pracę w temperaturze 150 milionów stopni Celsjusza – dziesięciokrotnie wyższej niż temperatura w centrum Słońca.

Rdzeniem reaktora jest komora próżniowa, w której plazma termojądrowa jest utrzymywana za pomocą silnych pól magnetycznych. W obecnej konfiguracji główny i mniejszy promień torusa plazmowego wynoszą odpowiednio 3 i 0,9 metra, a całkowita objętość plazmy wynosi 90 metrów sześciennych. Divertor zlokalizowany na dnie komory próżniowej umożliwia kontrolowane odprowadzanie uciekającego ciepła i gazu.

Reaktor JET rozpoczął pracę w 1983 roku jako wspólny projekt europejski. Na przestrzeni lat został poddany kilku ulepszeniom mającym na celu poprawę jego wydajności. W 1991 roku JET stał się pierwszym na świecie reaktorem wykorzystującym mieszankę trytu i deuteru w proporcji 50-50. Obiekt ustanowił liczne rekordy w badaniach nad fuzją jądrową, w tym rekordową plazmę, której parametr Q (stosunek wytworzonej mocy fuzji jądrowej do mocy zewnętrznej włożonej w podgrzanie plazmy) wynosił 0,64 w 1997 roku. Od 2011 roku pierwsza ściana komory próżniowej została wykonana z berylu i wolframu, co miało być odzwierciedleniem materiałów wybranych do budowy reaktora ITER, czyli tzw. ITER LIKE WALL. Kolejnym sukcesem był rekord mocy energii z fuzji jądrowej wynoszący 59 megadżuli w pięciosekundowym impulsie w grudniu 2021 roku. Tokamak został zbudowany przez państwa europejskie i był używany przez cały okres eksploatacji wspólnie głównie przez europejskich naukowców, natomiast w październiku 2021 roku stał się własnością UKAEA.

Źródło: UKAEA, IFPiLM