Maal toimuva tuumasünteesi käigus surutakse reeglina kokku vesiniku teisendeid, mille käigus moodustub äärmiselt kõrgel temperatuuril plasma. Segust tekivad raskemad aatomid ja protsessi käigus vabaneb suurel hulgal energiat, vahendab LiveScience.

Kui tähtede, sh päikese sees toimub sisemuses äärmusliku temperatuuri ja rõhu tõttu iseeneslikult, siis taoliste tingimuste Maal jäljendamine on tehniliselt äärmiselt keeruline. Kõik kunagi ehitatud ja käitatud reaktorid on tarbinud selle käigus rohkem energiat, kui nad katsete käigus tootsid.

Saksamaal asuv Wendelstein 7-X esindab ühtes selleks kasutatavat reaktoritüüpi – stellaraatorit. Ülikuuma plasma sõõrikukujulises vaakumkambris kontrollimiseks leiavad selles rakendust ülitugevad kambrist väljaspool asuvad magnetid. Erinevalt lihtsamatest tokamak-tüüpi reaktoritest, mis tekitavad plasma kontrollimiseks vajaliku magnetvälja plasmast läbivoolava kõrge elektrivoolu abil, suudavad stellaraatorid oma väliste magnetite kaudu plasmat paremini stabiliseerida.

Hiljutiste katsete käigus suutis W7-X stellaraator ületada varasemad rekordid, mida hoidsid nüüdseks suletud tokamak-reaktorid JT60U Jaapanis ja JET Ühendkuningriigis.

Märkimisväärne on see, et reaktor saavutas uue rekordi kolme võtmeparameetri korrutises: näitajas, mis määrab tuumasünteesireaktori võimekuse. Kolmikkorrutis koondab ühte näitajasse plasmaosakeste tiheduse, nendega toimuva sünteesi algatamiseks vajaliku temperatuuri ning selle, kui kaua suudetakse plasmat tõrgeteta lõksustada. Mida suurem on kolmikkorrutise väärtus, seda tõhusam on reaktsioon.

Katse käigus lasksid teadlased 43-sekundilise perioodi jooksul plasma sisse 90 külmutatud vesinikupelletit kiirusel kuni 800 meetrit sekundis ehk ligikaudu püssikuuli kiirusel. Mikrolaineimpulssidega kuumutatud plasma temperatuur kerkis katse haripunktis 30 miljoni kraadini.

Plasma lõksustamise aja pikendamisel mängis töörühma sõnul võtmerolli mikrolaineimpulsside ja pelletisisestuse täpne koordinatsioon. Sama katseseeria käigus kasvas reaktsiooni energiatootlus kuue minuti jooksul 1,8 gigadžaulini, purustades eelneva 2023. aasta veebruaris püstitatud rekordi. Toona kujunes tootluseks 1,3 gigadžauli.

Energiatootlus ühendab endas plasma kuumutamisvõimsust ja plasma lõksustamise aega, mis näitab reaktori võimet säilitada kõrge energiaga plasmat. Uus väärtus ületas isegi selle, mille saavutas Hiina eksperimentaalne ülijuhtiv tokamak (EAST) sama aasta alguses.