Nuklearna fuzija – sveti gral energetike


I dok svakoga dana svedočimo o sve većem uplivu energije dobijene iz obnovljivih izvora u naše živote, naučnici širom sveta tragaju za svetim gralom energetike – nuklearnom fuzijom.

Prednosti nuklearne fuzije, ukratko, deluju utopijski – neograničen izvor potpuno čiste energije. Naučnici decenijama pokušavaju da stvore uslove za stvaranje „energije zvezda“, ali problem je što su, do sada, takvi eksperimenti uvek bili u energetskom deficitu, čineći ih neupotrebljivim za generisanje električne energije. Decenije razočaranja stvorile su šalu da je nuklearna fuzija energija budućnosti i da će zauvek to i ostati.

Međutim, u poslednjih nekoliko godina dolazi do značajnog napretka u „obuzdavanju“ nuklearne fuzije. Naučnici iz Kine, SAD, Francuske i Nemačke postižu sve veće temperature u svojim reaktorima, približavajući se magičnoj cifri od 100 miliona Celzijusa. Pretpostavka je, naime, da ukoliko uspemo da održimo plazmu stabilnom tokom 1.000 sekundi na 100 miliona stepeni Celzijusovih – sveti gral je nađen.

U 2016. godini kineski naučnici objavili su da su u svom EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak) reaktoru uspeli da postignu temperaturu plazme od 50 miliona Celzijusa u trajanju od 102 sekunde. Predviđanja su, u tom trenutku, bila da ćemo do 2050. godine ukloniti sve prepreke i moći da koristimo energiju nuklearne fuzije. A prepreke su značajne i pre svega se odnose na nepostojanje odgovarajućih materijala od kojih bi bio sagrađen reaktor koji bi mogao da obuzda fuziju i izdrži ekstremne uslove procesa.

Ipak, ove godine svaki značajniji institut koji se bavi fuzijom prijavio je poboljšanja koja nas, svako iz svog ugla, približavaju konačnom cilju.

Prvo su britanski istraživači saopštili da su našli način da izbace višak toplote iz reaktora koristeći „žrtveni zid“ („sacrificial wall“ – prim.aut), koji bi bivao zamenjen na svakih nekoliko godina nakon što ga plazma uništi. Ovakav izduvni sistem bi prvi put trebalo da bude upotrebljen u eksperimentalnom reaktoru ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) u Francuskoj, koji bi 2025. godine trebalo da postane prvi reaktor za nuklearnu fuziju koji proizvodi više energije nego što troši.

Kineski naučnici uspeli su da poprave svoj dosadašnji rekord postigavši temperaturu plazme od 100 miliona Celzijusa na nekoliko sekundi. Poređenja radi, temperatura sunčevog jezgra je 15 miliona Celzijusa. Problem je što postojeći materijali ne mogu da izdrže pritisak jednak onome u sunčevom jezgru, te je to neophodno nadomestiti znatno većom temperaturom.

Konačno, naučnici sa prestižnog MIT instituta u SAD, objavili su da će početi da koriste novu klasu superprovodnika što bi, po njihovom mišljenju, trebalo da omogući da već za 15 godina energija dobijena nuklearnom fuzijom bude na mreži.

U svakom slučaju, globalni napori svakim danom nas sve više približavaju svetom gralu energetike – korišćenju potpuno čiste i neograničene energije dobijene nuklearnom fuzijom.

Cilj je trenutno na 2033. godini, ali realno je očekivati da ćemo i tu granicu, svake godine za po malo, približavati.

 

Šta je fuzija?

Fuzija je osnovni energetski izvor u univerzumu, koji napaja naše sunce i mnoge druge udaljene zvezde. Proces uključuje lake elemente poput vodonika, koji se sudaraju praveći teže elemente poput helijuma, oslobađajući ogromne količine energije.

Korišćenje energije fuzije obećava neograničenu, sigurnu energiju bez ugljenika. Problem je što proces isporučuje višak energije tek pri izuzetno visokim temperaturama od stotinu miliona Celzijusa – što je previše za bilo koji čvrsti materijal nama trenutno dostupan. Da bi zaobišli ovaj problem, naučnici koriste magnetno polje kako bi držali vrelu plazmu u vazduhu.

Konačni cilj istraživanja fuzije, koji tek treba da dosegnemo, je da uspostavimo proces fuzije koji isporučuje više energije nego što troši, u sigurnom okruženju.

 

Fotografija:  Viktor Kiryanov, Unsplash

Kolumna

energijanaukanuklearna fuzija

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *