Sreda, 29. 7. 2020, 21.00
3 leta, 7 mesecev
Pomemben mejnik na poti do čiste energije
Na jugu Francije nastaja največji fuzijski reaktor na svetu
Termometer prikazuje, kako vroč je članek.
Termometer prikaže, kako vroč je članek.
2,84
11
V kraju Saint-Paul-lez-Durance na jugu Francije na 42 hektarjih prostora ustvarjajo 20 milijard evrov vreden fuzijski reaktor, ki bo največji svoje vrste na svetu.
Uporaba jedrskega zlitja in njenega neskončnega potenciala za ustvarjanje praktično neizčrpnih količin čiste energije na enak način kot Sonce je zelo zahteven in dolgotrajen maraton in ne sprint na kratke proge, a se te dni začenja pomembna faza na tej vznemirljivi in obetavni poti.
Kar 35 let je minilo, odkar sta pobudo dala takratni ameriški predsednik Ronald Reagan in sovjetski Mihail Gorbačov, a zdaj se vendarle uresničuje – v kraju Saint-Paul-lez-Durance na jugu Francije na 42 hektarjih prostora ustvarjajo 20 milijard evrov vreden fuzijski reaktor, ki bo največji svoje vrste na svetu.
Začetna gradbena dela so po desetih letih zaključili, pred dnevi pa so začeli postavljanje strojne opreme in notranje opremljanje.
Pet let za postavitev in nato še deset za doseganje polne moči
Ko bo predvidoma decembra 2025 začel obratovati, bodo v njem lahko ustvarjali supervročo plazmo za fuzijsko moč, a bo trajalo približno deset let, preden jim bo uspelo doseči polno moč, s katero bi lahko z električno energijo preskrbovali 200 tisoč gospodinjstev.
Za magnete v reaktorju projekta ITER potrebujejo sto tisoč kilometrov superprevodne žice iz zlitine niobija in kositra. Ravno zaradi projekta ITER so nekdanjo proizvodnjo, ki je znašala 15 ton na leto, povečali na 150 ton letno.
Komercialni reaktorji bi imeli lahko celo od desetkrat do 15-krat večjo zmogljivost, ocenjujejo pri projektu ITER. Stroški takšne elektrarne bi bili primerljivi stroškom današnjih jedrskih elektrarn, odpadejo pa stroški in ekološka obremenitev ravnanja z odpadki, ki jih ustvarjajo današnje jedrske elektrarne. Ravno tako so pri tem procesu veliko manjša tveganja za nesreče kot pri jedrski cepitvi, na kateri temeljijo današnje jedrske elektrarne.
Sprva bodo poskusili ustvariti električno energijo s fuzijo vodikovih atom, kar je teoretično enak proces, kot poteka na površini Sonca. Fuzija zahteva temperaturo 150 milijonov stopinj Celzija.
Osnove jedrskega zlitja oziroma jedrske fuzije
Temperatura na površini Sonca je šest tisoč stopinj Celzija, v jedru pa 15 milijonov stopinj Celzija. Čeprav na Soncu fuzija poteka že pri teh vrednostih, na Zemlji ne moremo ustvariti enakih gravitacijskih razmer, ki jamčijo primerno gostoto plazme, zato v laboratorijih in reaktorjih na našem planetu za sprožitev jedrskega zlitja potrebujemo desetkrat višjo temperaturo, to je 150 milijonov stopinj Celzija.
Ideja o neskončni in čisti energiji tli že celo stoletje
Ravno od fuzije (zlitja), to je jedrska reakcija, s katero iz atomov dveh lažjih elementov nastanejo atomi enega težjega elementa, so velika pričakovanja, saj bi bila ta lahko neskončni vir čiste energije, katere proizvodnja ne bi obremenjevala okolja z izpusti. O izkoriščanju fuzije razmišljajo že celo stoletje, a niti do danes še niso ustvarili pogojev za njeno gospodarno uporabo.
Zdajšnja proizvodnja jedrske energije temelji ravno na nasprotnem procesu, fisiji (cepitvi), kjer atome težjega elementa razcepijo na atome lažjih elementov.
Iter je pot
Projekt so poimenovali ITER, kar v latinščini sicer pomeni pot, a je tudi okrajšava za International Thermonuclear Experimental Reactor. Namen projekta je preučiti tržno smiselnost fuzije, kar francoski predsednik Emmanuel Macron opisuje kot združeno prizadevanje držav z vsega sveta za skupno dobro.
Sporazum o sodelovanju so sklenili že pred 14 leti, a gre projekt zdaj z odločnimi koraki proti realizaciji. V njem sodelujejo konzorcij sodelujočih iz Evropske unije, ki skupaj s Švico in Združenim kraljestvom prispeva okrog 45 odstotkov sredstev s partnerji iz Indije, Južne Koreje, Kitajske, Rusije in ZDA, ki vsak prispeva okrog devet odstotkov. V okviru evropskega fuzijskega programa sodelujejo tudi slovenski znanstveniki.
Največji tokamak na svetu
Jedro projekta je tokamak, okrogli reaktor, v katerem bodo ustvarjali kratkoživo vročo plazmo, katere življenjska doba bo le nekaj milisekund.
Prvi tokamak, seveda veliko preprostejši, se je pojavil v šestdesetih letih prejšnjega stoletja v Sovjetski zvezi, v njem so vročo plazmo za ustvarjanje fuzije zajezili z močnim magnetnim poljem.
Tokamak projekta ITER bo največji na svetu. V njem bo kar 830 kubičnih metrov plazme, največji današnji tokamalki pa sprejmejo "samo" sto kubičnih metrov plazme.
ITER-jev velikanski tokamak bo imel premer več kot 30 metrov, med več kot enim milijonom komponent bo tudi največji sistem superprevodnih magnetov na svetu, katerih skupna masa bo deset tisoč ton. Generalni direktor projekta ITER, dr. Bernard Bigot, ustvarjanje tega tokamaka opisuje kot tridimenzionalno sestavljanko, kjer mora vsak najmanjši korak delovati s preciznostjo švicarske ure.
Obeti in današnji izzivi upravičujejo prizadevanja
Največji izziv na tej poti je, da do zdaj znanstvenikom iz takšnih reakcij še ni uspelo dobiti smiselno zadostnih količin energije.
Toda optimisti verjamejo, da bo ravno projekt ITER premagal te tehnične omejitve in da je ob vseh današnjih izzivih, predvsem ekoloških in trajnostnih, še kako smiselno nameniti trud in sredstva v raziskovanje potencialov fuzije.
11