Gradi se "najsloženija mašina ikad dizajnirana": Šta će svetu doneti ostvarenje generacijskog sna - prvi fuzioni reaktor

U srcu Provanse, neki od najvećih naučnih umova sveta postavljaju osnove jednog od najvećih i najambicioznijih eksperimenata današnjice. 

Zadatak im je da demonstriraju izvodljivost proizvodnje energije dobijene nuklearnom fuzijom, istom reakcijom koja daje "život" Suncu i zvezdama, ali u industrijskim razmerama.

Kako bi to postigli, grade najveći tokamak, odnosno mašinu za proizvodnju toroidalnog magnetskog polja za razgraničenje plazme.

Projektni ugovor o Međunarodnom termonuklearnom eksperimentalnom reaktoru (ITER) formalno su potpisale SAD, Rusija, Kina, Indija i Južna Koreja još 2006. godine, a do sada je toj ideji doprinelo više od 30 zemalja. Kada tokamak bude završen, biće težak oko 23.000 tona i biće sposoban da izdrži temperaturu od preko 150 miliona stepeni Celzijusa.

"Gradimo možda i najsloženiju mašinu ikad dizajniranu", kaže za Euronews Laban Koblenc, šef komunikacija ITER-a. 

"Na neki način ovo je kao nacionalna laboratorija, veliki istraživački institut. Ali to je zapravo spoj nacionalnih laboratorija čak 35 zemalja", kaže Koblenc za Euronews.

Kako funkcioniše nuklearna fuzija

Nuklearna fuzija je proces u kom se dva laka atomska jezgra spoje, kako bi formirala jedno teže i pritom otpuštaju ogromnu količinu energije.

U slučaju Sunca, atomi vodonika u njegovom jezgru spajaju se pod snagom gravitacionog pritiska.

Naučnici na Zemlji već dugo istražuju dva glavna načina stvaranja fuzije, a jedna od likacija za to je američka "National Ignition Facility", odnosno Nacionalni kompleks za laserske termonuklearne reakcije.

profimedia

"Uzmete veoma malu, sićušnu količinu - ne veću od zrna bibera - dva oblika vodonika deuterijuma i tricijuma. Na njih ispalite lasere i radite istu stvar. Smanjujete pritisak i dodajete toplotu, dobijajući eksploziju energije - E= mc². Vrlo mala količina materije pretvara se u energiju", objašnjava Koblenc.

ITER projekat fokusiran je na drugi način stvaranja fuzije u kojoj se u velikoj kompori od 800 metara kubnih od male količine goriva - svega dva ili tri grama deuterijuma ili tricijuma - dobije i do 150 miliona stepeni preko različitih sistema zagrevanja.

"To je tepmeratura na kojoj je brzina ovih čestica tako velika, da se one spajaju u jedno, umesto da se međusobno odbijaju svojim pozitivnim nabojem. A kad se spoje, one daju alfa česticu i neutron", objašnjava Laban.

U tokamaku su čestice pod nabojem zadržane magnetnim poljem, a izuzetak su visokoenergetski neutroni, koji beže i udaraju u zidove komore, čime prenose svoju temperaturu i time toplotu vodi koja protiče ispod zida. 

Teoretski, ta energija mogla bi da se prikuplja tako što bi dobijeni tok pokretao turbinu.

"To je na neki način naslednik brojnih uređaja za istraživanja. Polje istraživanja fizike tokamaka postoji oko sedamdeset godina, odnosno iz vremena ruskih eksperimenata četrdesetih i pedesetih godina prošlog veka", objasnio je šef naučnog odeljenja ITER-a Ričard Pits.

Prednosti fuzije

Nuklearne elektrane postoje još od pedesetih godina i eksploatišu fisiju, odnosno otpuštanje ogromne količine energije prilikom cepanja atoma unutar reaktora.

profimedia

Fisija je već oproban način dobijanj aenergije, a u svetu danas postoji čak 400 elektrana zasnovanih na tom principu. Ipak, nesreća u reaktoru 4 u Černobilju aprila 1986. potencijalni je podsetnik da takve fabrike nisu bez rizika.

Pored toga, postojanje fisionih reaktora podrazumeva i upravljanje velikim količinama radioaktivnog otpada, koji se obično zakopava u posebnim betonskim kontejnerima.

Za razliku od toga, fuziona elektrana sličnih razmera mogla bi da generiše energiju iz mnogo manje količine goriva od svega nekoliko grama. Koblenc tvrdi da je to neuporedivo.

"Imate samo dva do tri grama materijala. Štaviše, materijal u fuzionoj elektrani ,deuterijum i tricijum, kao i materijal koji se dobija, neradioaktivni helijum i neutroni, su potpuno upotrebljivi. Dakle, nema ostataka, pa je inventar radioaktivnog inventara ekstremno mali", dodaje stručnjak.

Prepreke na putu

Ipak, izazov kada je reč o fuziji, ističe Koblenc, taj je što se takvi nuklearni reaktori izuzetno teško prave.

"Pokušavate nešto da zagrejete do 150 miliona stepeni. To je izuzetno teško", kaže on.

I zaista, ITER je grandiozan projekat. Naučnici su se nadali da će prvi eksperiment u njemu izvesti 2025. godine, a plan je bio da sistem u punom kapacitetu počne sa radom deset godina kasnije.

Ipak, pandemija je poremetila njihove rokove, a u međuvremenu porasla su i predviđanja troškova i to sa pet na čak dvadeset milijardi evra, ali i dalje postoji nada da će se rokovi ispoštovati.

Međunarodna saradnja

Kada je reč o međunarodnoj saradnji, ITER je jedinstven u svetu u pogledu odolevanja geopolitičkim tenzijama.

"Ove zemlje nisu uvek ideološki usklađene. Kad pogledate zastave na probnom sajtu, Kina je pored Evropske unije, a Rusija uz SAD. Kada su se zemlje obavezale da 40 godina rade zajedno, nije bilo nikakvih garancija", kaže Koblenc.

Ipak, on pripisuje postojanost ovog projekta činjenici da je čista nuklearna energija iz fuzije "generacijski san".

"To je ono što okuplja tu snagu i što je učinilo da plan preživi postojeće sankcije", dodao je on.