Цього тижня по всьому світу потрапила новина про те, що Ліверморська національна лабораторія імені Лоуренса в Каліфорнії досягла історичної віхи в термоядерному синтезі, виробивши у своєму реакторі Національного центру запалювання (NIF, абревіатура англійською) більше енергії, необхідної для відпустити реакцію. Щось, що на крок наближає людство до опанування майже безмежної сталої енергії, яка природним чином «вмикає» зірки, але ми тут, на Землі, все ще перебуваємо в процесі повного освоєння.
Досягнення стало можливим завдяки десятиповерховому об’єкту розміром із три футбольні поля та роботі за 60 років. Однак це не єдиний проект, спрямований на відтворення енергії, яка щодня виходить від нашого Сонця і яка може бути відповіддю на зміну клімату.
Безсумнівно, завдяки своєму потенціалу та міжнародній участі світовим орієнтиром є Міжнародний термоядерний експериментальний реактор (ІТЕР), мегапроект, в якому беруть участь країни Європейського Союзу, Японія, США, Південна Корея, Індія, Росія та Китай.
Усі вони у 2006 році підписали угоду про створення в Кадараше (Франція) найбільшого прототипу реактора, який коли-небудь створювався, який доводить, що термоядерна енергія справді є життєздатним джерелом енергії. Він відрізняється від NIF, перш за все, способом відтворення тиску та температури зірок у наших лабораторіях: у той час як північноамериканський базується на системі інерційного утримання, методі, який використовує переваги пучків потужний Використовуючи лазери для стиснення ядер дейтерію та тритію всередині сфери розміром менше горошини, ITER використовує величезні, потужні магніти - магнітне утримання - для контролю вогняної плазми, в якій генерується електрика у величезному контейнері у формі бублика. бажаний витік енергії.
І за допомогою цього методу він сподівається зробити це ефективніше, ніж NIF: у той час як Ліверморському експерименту вдається генерувати вдвічі більше енергії, ніж потрібно для запуску реакції, ITER пообіцяв збільшити цей приріст до десяти разів. І не тільки це, але його мета полягає в тому, щоб збільшити рекорд до 500 секунд на високій потужності (трохи більше 8 хвилин) і до 1.500 на середній потужності (25 хвилин). Ця робота, яку реактор NIF витримав (поки що) лише кілька мільярдних часток секунди. Однак, він все ще на 80% будівництва, і експерименти не почнуться, принаймні, до 2028 року. Тож, на даний момент, для NIF.
європейська ставка
«Але суперництва немає», — сказала Елеонора Візцер, професор атомної, молекулярної та ядерної фізики в Університеті Севільї. «Наша радість за них; Це не досягнення кількох, це щось добре для всього суспільства». Viezzer, нещодавно відзначений однією з нагород у галузі фізики, яку спонсорує Фонд BBVA спільно з Королівським іспанським фізичним товариством (RSEF), працював з кількома основними експериментальними реакторами, які існують, включаючи Join European Torus (JET), європейський козир за те, що не залишилися позаду у пошуках «святого Грааля» енергії. І на даний момент нічого не йде погано, тому що JET, свого роду «мініатюрний» ITER — зокрема, модель токамака в десять разів менша — минулого лютого зумів генерувати 59 мегаджоулів протягом 5 секунд.
Час, який може здатися невеликим, але з точки зору вивчення фізики, це майже так, якби плазму «заморозили». Щось також трапилося з бюрократією, яка керує цим «маленьким» реактором, який, незважаючи на те, що ним керує європейський консорціум EUROfusion, розташований на території Brexit, зокрема в місті Калхем, поблизу Оксфорда. «Незважаючи на це, це те, що виходить на адміністративному рівні; З колегами ми не дивимося, хто з того чи іншого місця, наукова співпраця залишається незмінною», – зазначає Віззер.
JET разом із NIF є єдиними діючими установками у світі, які працюють з дейтерієм і тритієм, двома ізотопами водню, які підживлюють реакції термоядерного синтезу. Дейтерій досить легко отримати: він присутній у морській воді; Однак тритій є більш складним елементом для отримання: тільки в майбутньому можна буде досягти реакцій термоядерного синтезу в замку, які генеруються «in situ», поки що необхідно витягти його з літію.
Таким чином, ядерний синтез представляється практично необмеженим, чистим і екологічно стійким джерелом енергії, оскільки він не створює довготривалих радіоактивних відходів. На відміну від ядерного поділу, при ядерному синтезі, крім утворення довготривалих радіоактивних відходів, фізично неможливо відбутися епізод, подібний до Чорнобиля чи Фукусіми, але в разі падіння реакція згасне сама собою.
Іншим видатним проектом є SPARC на території міфічного Массачусетського технологічного інституту (MIT). Кілька компаній і особистостей (серед них, творець Microsoft Білл Гейтс і магнат Amazon Джефф Безос) зробили таку ставку на цю модель, засновану на високотемпературних надпровідних магнітах, що її творці стверджують, що вони створять «магнітну найпотужніше поле, яке будь-коли створювалося на Землі. Фактично, вони настільки впевнені, що обіцяють, що матимуть прототип, який зможе відтворити віху NIF, хоча цього разу в магнітному конфайнменті, який буде готовий до 2025 року.
«Важливо зазначити, що SPARC — це не електричний виробничий реактор, а науковий і технологічний експеримент, який наш асистент спробує оптимізувати реактори майбутнього, перевірити наші моделі та продемонструвати, що термоядерний синтез можливий і перспективний. », - пояснив ABC Пабло Родрігес-Фернандес, науковий співробітник Центру плазми та термоядерного синтезу Массачусетського технологічного інституту в рамках проекту SPARC. «Цей крок перед установкою з виробництва електроенергії дуже важливий, оскільки експерименти, які ми проводили протягом багатьох років, все ще далекі від фізичних механізмів, необхідних у реакторах для виробництва електроенергії, тому є проміжний етап, такий як SPARC та ITER , критично».
Азіатські «сонця»
Не тільки західний світ має свої штучні сонця. Азія також дуже зацікавлена в цій новій енергетиці. Японія – разом із європейською співпрацею – збирається урочисто представити JT-60SA у найближчі місяці. Розташований у префектурі Ібаракі, він буде типу токамак, як і JET. Але він перевищить його розмір, тому він буде найбільшим прототипом у своєму класі до відкриття ITER.
Зі свого боку, Китай має кілька моделей, хоча найдосконалішою є експериментальний вдосконалений надпровідний реактор токамак EAST. Ця машина, яка працює окремо з дейтерієм, доведена до межі вченими, і їй вдалося підтримувати температуру плазми 120 мільйонів градусів за Цельсієм протягом 101 секунди; і подовжити до 1.056 секунд (17 хвилин) при найнижчій температурі: 70 мільйонів градусів Цельсія. На тижні EAST Південна Корея створила прототип KSTAR, який у січні 2021 року був здатний досягати 100 мільйонів градусів за Цельсієм протягом 20 секунд.
Важливо уточнити, що всі ці прототипи все ще є експериментами: тобто на даний момент жоден з них не передає вироблену енергію, наприклад, в електричну мережу, і не є комерційними термоядерними реакторами. На це, на думку експертів, доведеться почекати принаймні до наступного десятиліття. «Важко оцінити, коли термоядерний синтез стане можливим як джерело енергії», — каже Родрігес-Фернандес. Однак, враховуючи приватне фінансування, яке прийшло до злиття, і прогрес, досягнутий за останні роки, я думаю, що приблизно в другій половині 2030-х років ми побачимо перші прототипи виробництва електроенергії. Viezzer погоджується: «Без сумніву, ми перебуваємо в ключовий і дуже захоплюючий час у сфері синтезу. Я думаю, що ми будемо тим поколінням, яке побачить розвиток цього багатообіцяючого нового джерела енергії».
