Spośród wielu prac badawczych realizowanych w Instytucie Fizyki Plazmy i Laserowej Mikrosyntezy profesor Jerzy Wołowski jako najważniejsze wymienia bez wahania badania fuzji termojądrowej sponsorowane przez konsorcjum EUROfusion w ramach programu EURATOM.
Konsorcjum to koordynuje i finansuje prace związane z fuzją jądrową w 29 ośrodkach europejskich. Celem głównym programu jest opracowanie przyszłej elektrowni termojądrowej. We Francji budowany jest, jako projekt światowy, doświadczalny reaktor fuzyjny ITER. Instytut z ramienia MNiSW koordynuje badania fuzyjne w Polsce w ramach konsorcjum Centrum – Nowe Technologie Energetyczne (CeNTE).
– Nie budujemy w Instytucie dużych urządzeń fuzyjnych, ale budujemy w ramach projektów EUROfusion układy pomiarowe przeznaczone do badań na największych układach termojądrowych – podkreśla prof. Jerzy Wołowski.
Te układy są stosowane przez naukowców z IFPiLM do pomiarów promieniowania rentgenowskiego i neutronów generowanych w plazmie ograniczanej polem magnetycznym w dużych układach typu tokamak (JET, ASDEX UG, WEST) i stellarator (W7-X).
Nowe technologie dla fuzji z magnetycznym utrzymaniem plazmy
W instytucie opracowywana jest metoda usuwania tzw. kodepozytu ze ściany w komorze tokamaka stosując laserowo-spektroskopową metodę LIBS. Ten szkodliwy kodepozyt zawiera zanieczyszczenia oraz cząstki paliwa jądrowego (deuteru i trytu) i musi być usuwany w reaktorach termojądrowych.
– W Instytucie zastosowaliśmy mały repetytywny laser, który powoduje odparowanie i jonizację kodepozytu. Skład tego materiału określamy spektroskopowo – wyjaśnia prof. Wołowski.
W IFPiLM badane są także efekty oddziaływania plazma-ściana. z użyciem wielkiego układy „plasma focus” PF-1000U. W ramach projektów EUROfusion prowadzone są symulacje numeryczne zjawisk w plazmie ograniczanej polem magnetycznym (w tokamakach i stellaratorach).
Lasery – inna metoda opanowania kontrolowanej fuzji
Wiązka lasera wielkiej mocy i energii skupiona na próbce generuje w ciągu ułamka sekundy plazmę o parametrach termojądrowych. W wielkich ośrodkach laserowych w Livermore w USA i Bordeaux we Francji badane są możliwości uzyskania za pomocą lasera wielowiązkowego przewagi wydzielonej energii fuzji nad energią dostarczoną do układu.
– W IFPiLM od lat prowadzimy badania oddziaływań laser-materia m.in. w ramach projektów LaserLab-Europe. Dotyczą one fizyki plazmy i optymalizacji fuzji laserowej – mówi prof. Jerzy Wołowski.
