Europejscy naukowcy coraz bliżej stworzenia "sztucznego słońca". Padł rekord

Fuzja termojądrowa to proces, który "zasila" gwiazdy, np. nasze Słońce, dlatego rozwiązania dotyczące energii termojądrowej opracowywane przez naukowców - nie tylko z Europy, ale i np. z Chin, nazywane są niekiedy "sztucznym słońcem".

Z fizycznego punktu widzenia fuzja jest procesem połączenia dwóch atomów, które tworzą inny atom, a przy okazji wydziela się energia. Ponieważ jądra atomów mają ładunek dodatni, odpychają się.

Do zderzenia można je jednak zmusić, np. kompresując plazmę impulsem laserowym albo rozpędzając atomy przez podgrzewanie gazu do bardzo wysokiej temperatury, sięgającej 80 albo 100 mln stopni. Im większa temperatura, tym większa jest prędkość i szansa, że atomy zdążą się zderzyć.

Eksperci uważają, że w dalszej perspektywie opanowanie fuzji termojądrowej da nam źródło czystej energii elektrycznej, do wytworzenia której potrzebna będzie niewielka ilość paliwa, które można pozyskiwać na całym świecie z niedrogich materiałów. Do tego fuzja jest z natury bezpieczna, bo nie może rozpocząć procesu, którego nie da się kontrolować, jak to jest w przypadku rozszczepu atomu.

Naukowcy od lat starają się opanować kolejne kroki w tym procesie. I mają na koncie sukcesy.

W środę międzynarodowy zespół ekspertów poinformował o przeprowadzeniu rekordowych reakcji syntezy jądrowej. Eksperyment przeprowadzono w tokamaku Joint European Torus (JET), który powstał i działa w Culham w Wielkiej Brytanii jako Wspólne Przedsięwzięcie Wspólnoty Europejskiej od 1977 r. Tokamak to pułapka magnetyczna, która służy do wytwarzania gorącej plazmy.

Fuzję można przeprowadzać w różnych urządzeniach, stellaratorach lub tokamakach, w których główna komora ma kształt torusa. Odbywa się ona w specjalnym zbiorniku, w którym panuje bardzo niskie ciśnienie. Plazma jest tak gorąca, że nie może mieć bezpośredniego kontaktu ze ściankami zbiornika. Jest ona utrzymywana w zwartym słupie wewnątrz pierścienia dzięki silnemu polu magnetycznemu. Energia uwalnia się w postaci ciepła, które można przekształcić w energię elektryczną.

W europejskim konsorcjum EUROfusion, które przeprowadziło wspomniany eksperyment, uczestniczą też Polacy.

W wyniku eksperymentu europejskich naukowców reakcje syntezy jądrowej uwolniły w sumie 59 megadżuli energii w postaci ciepła podczas pięciosekundowej fazy wyładowania plazmy. Wyrażając to w jednostkach mocy (energia na jednostkę czasu), JET osiągnął uśrednioną moc wyjściową nieco ponad 11 megawatów (megadżuli na sekundę) w ciągu pięciu sekund.

Jeśli jesteśmy w stanie kontrolować fuzję przez pięć sekund - możemy to robić przez pięć minut, a następnie przez pięć dni, w miarę zwiększania skali funkcjonowania urządzeń w przyszłości - skomentował Tony Donné, manager programu EUROfusion.

Według Moniki Kubkowskiej, członkini Rady Zarządzającej konsorcjum EUROfusion, energia termojądrowa "jest przyszłością", a "świat potrzebuje czystej, niskoemisyjnej i nieograniczonej energii".

Poprzedni rekord energetyczny z roku 1997 (również ustanowiony przez JET i także dotyczący deuteru i trytu) wynosił niecałe 22 megadżule całkowitej energii i 4,4 megawata mocy uśrednionej w ciągu pięciu sekund (to ponad 2,5 razy mniej, niż wynosi nowy rekord).