Ta teden je na naslovnicah po vsem svetu prišla novica, da je nacionalni laboratorij Lawrence Livermore v Kaliforniji dosegel zgodovinski mejnik v fuziji, tako da je v svojem reaktorju Nacionalnega centra za vžig (NIF, akronim v angleščini) proizvedel več potrebne energije za sprostite reakcijo. Nekaj, kar človeštvo pripelje korak bližje k obvladovanju skoraj neomejene, trajnostne energije, ki naravno 'prižiga' zvezde, a jo mi tukaj na Zemlji še vedno polno obvladujemo.
Dosežek je bil mogoč zaradi desetnadstropnega objekta v velikosti treh nogometnih igrišč in 60-letnega dela. Ni pa to edini projekt, namenjen reprodukciji energije, ki vsakodnevno izvira iz našega Sonca in je lahko odgovor na podnebne spremembe.
Nedvomno je zaradi potenciala in mednarodne udeležbe svetovna referenca Mednarodni termonuklearni eksperimentalni reaktor (ITER), megaprojekt, v katerem sodelujejo države Evropske unije, Japonska, ZDA, Južna Koreja, Indija, Rusija in Kitajska.
Vsi so leta 2006 podpisali sporazum o izdelavi v mestu Cadarache (Francija) največkrat izdelanega prototipa reaktorja, ki dokazuje, da je fuzijska energija res uspešen vir energije. Od NIF se razlikuje predvsem po tem, kako uspeva poustvariti pogoje tlaka in temperature zvezd v naših laboratorijih: medtem ko severnoameriški temelji na inercialnem sistemu zadrževanja, metodi, ki izkorišča žarke močan Z uporabo laserjev za stiskanje jeder devterija in tritija v krogli, manjši od graha, ITER uporablja ogromne, močne magnete - magnetno omejitev - za nadzor ognjene plazme, v kateri se proizvaja elektrika v ogromni posodi v obliki krofa.
In s to metodo upa, da bo to storil učinkoviteje kot NIF: medtem ko eksperimentu Livermore uspe ustvariti dvakrat več energije, kot je potrebna za sprožitev reakcije, je ITER obljubil, da bo ta dobiček povečal za do desetkrat. In ne samo to, njegov cilj je podaljšati rekord na 500 sekund pri visoki moči (nekaj več kot 8 minut) in na 1.500 pri srednji moči (25 minut), delo, ki ga je reaktor NIF ohranil (doslej) le nekaj milijarde sekunde. Vendar je še vedno 80-odstotno zgrajena in poskusi se ne bodo začeli vsaj do leta 2028. Obdobje, torej zaenkrat za tiste iz NIF.
evropska stava
"Vendar ni rivalstva," je dejala Eleonora Viezzer, profesorica atomske, molekularne in jedrske fizike na Univerzi v Sevilli. »Naše veselje za njih; To ni dosežek nekaterih, je nekaj dobrega za celotno družbo.” Viezzer, ki je nedavno prejel eno od nagrad za fiziko, ki jo sponzorira fundacija BBVA s Kraljevim španskim fizikalnim društvom (RSEF), je sodeloval z več glavnimi eksperimentalnimi reaktorji, ki obstajajo, vključno z Join European Torus (JET), evropskim adutom da ne zaostanemo pri iskanju 'svetega grala' energije. In trenutno ne gre nič narobe, saj je JET, nekakšen 'miniaturni' ITER - natančneje desetkrat manjši model tokamaka - lani februarja uspel proizvesti 59 megajoulov za 5 sekund.
Čas, ki se morda zdi kratek, a z vidika študija fizike je skoraj tako, kot da bi plazmo 'zamrznili'. Nekaj, kar se je malo zgodilo tudi z birokracijo, ki upravlja s tem 'majhnim' reaktorjem, ki se, čeprav ga upravlja evropski konzorcij EUROfusion, nahaja na ozemlju Brexita, natančneje v mestu Culham blizu Oxforda. »Kljub temu je to nekaj, kar prihaja na upravno raven; S kolegi ne gledamo, kdo je iz enega ali drugega kraja, znanstveno sodelovanje ostaja enako,« poudarja Viezzer.
JET sta skupaj z NIF edini aktivni objekt na svetu, ki delujeta z devterijem in tritijem, dvema izotopoma vodika, ki spodbujata fuzijske reakcije. Devterij je dokaj enostavno dobiti: prisoten je v morski vodi; Vendar pa je tritij bolj zapleten element za pridobivanje: šele v prihodnosti bodo dosežene fuzijske reakcije v ključavnici, ki nastajajo 'in situ', za zdaj ga je treba pridobivati iz litija.
Jedrska fuzija je tako predstavljena kot praktično neomejen, čist in okoljsko trajnosten vir energije, saj ne ustvarja dolgoročnih radioaktivnih odpadkov. Za razliko od jedrske cepitve je pri jedrski fuziji poleg nastajanja dolgotrajnih radioaktivnih odpadkov fizično nemogoče, da bi se zgodila epizoda, podobna tisti v Černobilu ali Fukušimi, vendar bo v primeru padca reakcija ugasnila sama.
Drug izjemen projekt je SPARC v prostorih mitskega Tehnološkega inštituta Massachusetts (MIT). Več podjetij in osebnosti (med njimi ustvarjalec Microsofta Bill Gates in magnat Amazon Jeff Bezos) je tako močno stavilo na ta model, ki temelji na visokotemperaturnih superprevodnih magnetih, da njegovi ustvarjalci trdijo, da bodo ustvarili "magnetno najmočnejše polje, ki je bilo kdaj ustvarjeno na Zemlji. Pravzaprav so tako prepričani, da obljubljajo, da bodo imeli prototip, ki bo lahko poustvaril mejnik NIF, čeprav tokrat v napravi za magnetno omejitev, pripravljen do leta 2025.
»Pomembno je omeniti, da SPARC ni reaktor za proizvodnjo električne energije, temveč znanstveni in tehnološki eksperiment, s katerim bo naš pomočnik poskušal optimizirati reaktorje prihodnosti, potrditi naše modele in dokazati, da je fuzija možna in obetavna. «, je za ABC pojasnil Pablo Rodríguez-Fernández, znanstveni raziskovalec na MIT Centru za znanost o plazmi in fuziji v projektu SPARC. »Ta korak pred obratom za proizvodnjo električne energije je zelo pomemben, saj so poskusi, ki smo jih izvedli v preteklih letih, še vedno daleč od fizičnih mehanizmov, ki so potrebni v reaktorjih za proizvodnjo električne energije, zato imamo vmesni korak, kot sta SPARC in ITER. , je kritično.«
Azijska 'sonca'
Ne le zahodni svet ima svoje umetno sonce. Tudi Azija je zelo zainteresirana za to novo energijo. Japonska - z evropskim sodelovanjem - bo v prihodnjih mesecih slovesno predstavila JT-60SA. Nahaja se v prefekturi Ibaraki in bo tipa tokamak, tako kot JET. Vendar bo presegel svojo velikost, tako da bo največji prototip v svojem razredu do odprtja ITER.
Kitajska ima več modelov, čeprav je najnaprednejši eksperimentalni napredni superprevodni tokamak reaktor, EAST. Ta stroj, ki deluje samo z devterijem, so znanstveniki potisnili do meje in mu je uspelo vzdrževati temperaturo plazme 120 milijonov stopinj Celzija za 101 sekundo; in se podaljša do 1.056 sekund (17 minut) pri najnižji temperaturi: 70 milijonov stopinj Celzija. V VZHODNEM tednu je Južna Koreja ustvarila prototip KSTAR, ki je bil januarja 2021 sposoben doseči 100 milijonov stopinj Celzija za 20 sekund.
Pomembno je pojasniti, da so vsi ti prototipi še vedno poskusi: to pomeni, da trenutno noben od njih ne prenaša ustvarjene energije na primer v električno omrežje niti niso komercialni fuzijski reaktorji. Na to bo treba po mnenju strokovnjakov počakati vsaj do naslednjega desetletja. "Težko je oceniti, kdaj bo mogoče uporabiti fuzijo kot vir energije," pravi Rodríguez-Fernández. Vendar pa glede na zasebno financiranje, ki prihaja k združitvi, in napredek, ki se je zgodil v zadnjih letih, mislim, da bomo približno v drugi polovici leta 2030 videli prve prototipe električne proizvodnje. Viezzer se strinja: »Brez dvoma smo v ključnem in zelo razburljivem času na področju fuzije. Mislim, da bomo mi generacija, ki bo videla vzpon tega obetavnega novega vira energije.«
