Wisconsin-Madison Üniversitesi’ndeki fizikçiler, Greenwald limitinin 10 katı kadar yüksek yoğunlukta kararlı bir tokamak plazması üretmeyi başardılar. Bu buluş, füzyon enerjisinin geleceği açısından kritik bir adım olarak değerlendiriliyor. Greenwald limiti, tokamak plazmalarının kararsız hale geldiği bir yoğunluk sınırını tanımlar ve yaklaşık 40 yıl önce Martin Greenwald tarafından keşfedilmiştir. Önceki yıllarda bu limitin en iyi ihtimalle iki katı aşılabilmişti, ancak şimdi bilim insanları bu sınırın on katına ulaştı.
Füzyon enerjisi bu yeni eşik, plazma yoğunluğunu artırarak reaksiyon verimliliğini büyük ölçüde iyileştirme potansiyeline sahip. Füzyon reaksiyonlarının verimliliği, atom çekirdeklerinin birbirine çarpma sıklığına bağlıdır ve bu da plazmanın yoğunluğunun artırılmasıyla sağlanabilir. Tokamaklar, manyetik alanlarla plazmayı hapseden halka şeklinde toroidal cihazlardır ve yüksek sıcaklık ve yoğunluk koşullarını sağlama konusunda başarılıdırlar. Ancak, bu tasarım aynı zamanda plazmada kararsızlıklara yol açabilir. Yoğunluk arttıkça, plazma türbülanslı hale gelir ve plazmanın tüm enerjisini duvara vermesiyle soğuyabilir.
Araştırmacılar, Madison Symmetric Torus (MST) adlı tokamak cihazını kullanarak bu başarıyı elde ettiler.MST’nin kalın ve iletken metal halkaları, plazmayı daha kararlı bir şekilde tutma yeteneği sağlıyor. Ancak, araştırmacılar sonuçların beklenmedik olduğunu ve MST’nin diğer tokamaklardan farklı yönlerini belirlemeye çalıştıklarını belirtiyorlar. MST’nin kalın duvarları ve daha düşük dirençli plazmalar üretme kapasitesi, bu başarıda rol oynamış olabilir.
Greenwald limiti, plazma basıncının manyetik alan basıncına oranı ile ilgili kritik bir eşiği tanımlar. Bu limit aşıldığında, plazmanın tokamak içerisinde muhafaza edilmesi ve reaksiyonun ilerletilmesi zorlaşır ve tokamak’a zarar verebilir. Bilim insanları, bu bulguların düşük manyetik alanlı ve düşük sıcaklıklı plazmalarda elde edildiğine dikkat çekiyor ve bu sonuçların ölçeğini büyütmeyi planlıyorlar.
Bu tarihi başarı, füzyon enerjisinde daha önce görülmemiş bir ilerleme olarak öne çıkıyor ve gelecekteki araştırmalar, bu bulguların genişletilmesi ve pratik uygulamaları üzerine odaklanacaktır.