Când vom avea un reactor comercial de fuziune?

Săptămâna aceasta, știrea a făcut titluri în întreaga lume că Laboratorul Național Lawrence Livermore, din California, a atins piatra de hotar istorică în fuziune, generând mai multă energie din nevoia de a elibera reacția. Ceva care aduce omenirea puțin mai aproape de stăpânirea energiei durabile și aproape nelimitate care „aprinde” stelele în mod natural, dar pe care aici, pe Pământ, suntem încă în proces de control total.

Realizarea a fost posibilă datorită unei instalații cu zece etaje de dimensiunea a trei terenuri de fotbal american și a 60 de ani de muncă. Cu toate acestea, nu este singurul proiect care vizează reproducerea energiei care emană din Soarele Nostru în fiecare zi și care poate fi răspunsul la schimbările climatice.

Fără îndoială, datorită potențialului și participării internaționale, referința mondială este Reactorul Termonuclear Experimental Internațional (ITER), un megaproiect în care sunt membre țările Uniunii Europene, Japonia, Statele Unite, Coreea de Sud, India, Rusia și China.

În 2006, toți au semnat un acord pentru a crea la Cadarache (Franța) cel mai mare prototip de reactor construit vreodată, ceea ce demonstrează că, într-adevăr, energia de fuziune este o sursă de energie viabilă. Se deosebește de NIF, mai ales, prin felul său de a putea recrea condițiile de presiune și temperatură ale stelelor din laboratoarele noastre: în timp ce cel nord-american se bazează pe un sistem de confinare inerțială, metodă care profită de fascicule. de lasere puternice pentru a comprima nucleele de deuteriu și tritiu în interiorul unei sfere mai mici decât un bob de mazăre, ITER folosește magneți enormi și puternici - delimitare magnetică - pentru a controla plasma arzând în care energia este generată într-un recipient uriaș în formă de gogoși. scurgere de energie.

Și, cu această metodă, speră să o facă mai eficient decât NIF: în timp ce experimentul Livermore reușește să genereze de două ori energia necesară pentru a declanșa reacția, ITER a promis că va crește acest câștig de până la zece ori. Și nu numai atât, dar obiectivul său este să extindă recordul la 500 de secunde la putere mare (puțin peste 8 minute) și la 1.500 la putere medie (25 de minute) munca pe care reactorul NIF a menținut doar (în acest moment) un câteva trilioane de secundă. Totuși, este încă 80% în construcție și experimentele nu vor începe, cel puțin, până în 2028. Punct, atunci, deocamdată, pentru cei ai NIF-ului.

pariul european

„Dar nu există rivalitate”, a spus Eleonora Viezzer, profesor de fizică atomică, moleculară și nucleară la Universitatea din Sevilla. „Ne bucurăm pentru ei; „Nu este o realizare a câtorva, este ceva bun pentru întreaga societate.” Viezzer, recunoscut recent cu unul dintre Premiile de Fizică sponsorizate de Fundația BBVA cu Societatea Regală Spaniolă de Fizică (RSEF), a lucrat cu mai multe dintre principalele reactoare experimentale care există, printre acestea, cu Join European Torus (JET) , atuul european să nu fie lăsat în urmă în căutarea „Sfântului Graal” al energiei. Și în acest moment nu merge deloc rău, pentru că JET-ul, un fel de ITER „miniatural” - mai exact, un model tokamak de zece ori mai mic - a reușit în februarie anul trecut să genereze 59 de megajouli timp de 5 secunde.

O perioadă care poate părea banală, dar în ceea ce privește studiul fizicii, este aproape ca și cum plasma ar fi „înghețată”. Ceva ce s-a întâmplat puțin și cu birocrația care guvernează acest „mic” reactor, care deși este guvernat de consorțiul european EUROfusion, se află pe teritoriul Brexit, mai exact în orașul Culham, lângă Oxford. „Chiar și așa, este ceva care se conturează la nivel administrativ; Cu colegii nu ne uităm la cine este dintr-un loc sau altul, cooperarea științifică rămâne aceeași”, spune Viezzer.

Toate „tălpile artificiale” răspândite în întreaga lume: când vom avea un reactor de fuziune comercial?

JET, împreună cu NIF, sunt singurele instalații active din lume care funcționează cu deuteriu și tritiu, cei doi izotopi ai hidrogenului care alimentează reacțiile de fuziune. Deuteriul este destul de ușor de obținut: este prezent în apa de mare; Tritiul este insa un element mai complicat de obtinut: abia in viitor se vor realiza reactiile de fuziune de blocare care sunt generate 'in situ', momentan fiind necesara extragerea lui din litiu.

Fuziunea nucleară este astfel prezentată ca o sursă de energie practic nelimitată, curată și durabilă din punct de vedere al mediului, deoarece nu generează deșeuri radioactive pe termen lung. Spre deosebire de fisiunea nucleară, în fuziunea nucleară, pe lângă producerea deșeurilor radioactive de lungă durată, este imposibil din punct de vedere fizic să aibă loc un episod asemănător cu cel de la Cernobîl sau Fukushima, dar în cazul unei căderi, reacția se va stinge de la sine.

Un alt dintre proiectele notabile este SPARC, în facilitățile legendarului Massachusetts Institute of Technology (MIT). Mai multe companii și personalități (printre acestea, creatorul Microsoft, Bill Gates; și magnatul Amazon, Jeff Bezos), au pariat atât de mult pe acest model bazat pe magneți supraconductori la temperatură înaltă, încât creatorii săi susțin că vor crea „magneticul magnetic. câmpul cel mai puternic creat vreodată pe Pământ.” De fapt, sunt atât de siguri încât promit că vor avea un prototip care va putea recrea piatra de hotar NIF, deși de data aceasta într-un dispozitiv de izolare magnetică, gata până în 2025.

„Este important de menționat că SPARC nu este un reactor de producere a energiei electrice, ci mai degrabă un experiment științific și tehnologic în care asistentul nostru va urmări să optimizeze reactoarele viitorului, să ne valideze modelele și să demonstreze că fuziunea este posibilă și promițătoare. „Pablo Rodríguez-Fernández, cercetător științific la MIT Plasma and Fusion Science Center în proiectul SPARC, a explicat pentru ABC. «Acest pas, înainte de o instalație de producere a energiei, este foarte important, deoarece experimentele pe care le-am efectuat de-a lungul anilor sunt încă departe de mecanismele fizice care sunt necesare în reactoarele de producere a energiei electrice, deci având o etapă intermediară, precum SPARC și ITER, este esential."

„Sorii” asiatici

Nu numai lumea occidentală are sorii ei artificiali. Asia este, de asemenea, foarte interesată de această nouă energie. Japonia - cu colaborare europeană - urmează să inaugureze JT-60SA în lunile următoare. Situat în prefectura Ibaraki, va fi de tip tokamak, ca JET. Dar își va depăși dimensiunea, așa că va fi cel mai mare prototip din clasa sa până la deschiderea ITER.

La rândul său, China are mai multe modele, deși cel mai de ultimă oră este reactorul experimental tokamak supraconductor avansat, EAST. Această mașină care funcționează singură cu deuteriu este dusă la limită de oamenii de știință și a reușit să mențină o temperatură a plasmei de 120 de milioane de grade Celsius timp de 101 secunde; și se extind până la 1.056 de secunde (17 minute) la cea mai scăzută temperatură: 70 de milioane de grade Celsius. În săptămâna de EST, Coreea de Sud a creat prototipul KSTAR, care în ianuarie 2021 a fost capabil să atingă 100 de milioane de grade Celsius timp de 20 de secunde.

Este important de clarificat faptul că toate aceste prototipuri sunt încă experimente: adică, în momentul de față niciunul dintre ele nu transferă energia creată, de exemplu, către rețeaua electrică și nici nu sunt reactoare comerciale de fuziune. Pentru asta, va trebui să așteptăm, cel puțin, până în următorul deceniu, potrivit experților. „Este dificil de estimat când va fi posibilă fuziunea ca sursă de energie”, spune Rodríguez-Fernández. Cu toate acestea, odată cu finanțarea privată care vine în fuziune și cu progresele care au avut loc în ultimii ani, cred că în a doua jumătate a anilor 2030 va fi când vom vedea primele prototipuri de generare electrică. Viezzer este de acord: „Ne aflăm cu siguranță într-un moment crucial și foarte interesant în domeniul fuziunii. „Cred că vom fi generația care vede că această nouă sursă de energie promițătoare decolează.”