Wetenschappers hebben een doorbraak bereikt in het begrijpen hoe intense hitte-uitbarstingen bij fusie-experimenten kunnen worden beheerst, waardoor ze dichter bij het bereiken van praktische fusie-energie komen. Deze mijlpaal zou de weg kunnen vrijmaken voor een potentieel onbeperkte en duurzame energiebron om aan de mondiale energievraag te voldoen.

Kernfusie is een proces waarbij atomen worden gecombineerd om een ​​enorme hoeveelheid energie vrij te maken, hetzelfde fenomeen dat de zon en de sterren aandrijft. Hoewel kernfusie in de ruimte geen complexe apparatuur vereist, vereist het repliceren van deze omstandigheden op aarde nauwkeurige controle om het proces in stand te houden en bruikbare energie te benutten.

De uitdaging waarmee onderzoekers worden geconfronteerd, is het begrijpen en beheren van krachtige uitbarstingen van hoge energie, bekend als Edge Localized Modes (ELM's). Indien ongecontroleerd, geven ELM's herhaaldelijk uitbarstingen van hitte af in de richting van de wanden van fusiemachines, waardoor mogelijk smelten of slijtage aan omliggende instrumenten ontstaat. Zonder goed beheer hebben ELM's het potentieel om de interne mechanismen van deze installaties te beschadigen, waardoor de levensvatbaarheid van praktische fusie-energie op lange termijn wordt verhinderd.

De experimentele doorbraak vond plaats bij het ASDEX Upgrade-fusie-experiment bij het Max Planck Instituut voor Plasmafysica in Duitsland. Met behulp van een geavanceerde verwarmingstechniek genaamd 'dynamische ergodische divertor' ontdekte het team onder leiding van wetenschappers van het EUROfusion-consortium dat bepaalde magnetische veldconfiguraties en timings in het divertorgebied van de fusiemachine ELM's konden reguleren. Met behulp van computermodellen en geavanceerde sensoren ontdekten ze dat zorgvuldig ontworpen configuraties kleinere en zwakkere ELM's activeerden of volledig verhinderden dat ze verschenen.

Het verkrijgen van controle over ELM's vertegenwoordigt een belangrijke mijlpaal voor zowel fundamenteel natuurkundig onderzoek als de praktische ontwikkeling van fusie-energie. Voorheen werd het ongecontroleerde karakter van deze vrijkomende energie beschouwd als een van de grootste uitdagingen voor het ontwikkelen van betrouwbare fusiemachines die nodig zijn voor de energieproductie.

Hoewel het essentieel is om te benadrukken dat het bereiken van duurzame fusie-energie nog steeds verdere technische verbeteringen en experimentele optimalisaties vereist, brengt deze doorbraak de wereld een stap dichter bij het realiseren van een schone en onbeperkte energiebron die zou kunnen helpen de dringende mondiale energie-uitdagingen aan te pakken. Het vermogen om ELM's te controleren is cruciaal voor toekomstige ontwerpen van fusiereactoren zoals ITER, 's werelds grootste en duurste (geschatte kosten:minstens € 20 miljard) experimentele tokamakreactor die in Frankrijk wordt gebouwd. ITER, een samenwerking tussen verschillende landen om wetenschappelijke duurzaamheid op lange termijn aan te tonen, kan uiteindelijk de weg vrijmaken voor commerciële fusiereactoren in de komende jaren.