Oboren rekord u stvaranju energije nuklearnom fuzijom

Fuzijski naučnici, okupljeni u jednom od najvećih istraživačkih konzorcijuma EUROfusion, ostvarili su novi rekord u stvaranju energije nuklearnom fuzijom, procesom kakav se odvija u Suncu.

Fuzija je svojevrstan sveti gral energetike jer bi se njome iz vodonika mogla proizvoditi potpuno čista energija bez emisija CO2 i bez radioaktivnog ili drugog ekološki problematičnog otpada.

U novom eksperimentu ostvarenom na JET-u (Joint European Torus), najvećem i najmoćnijem operativnom fuzijskom uređaju na svetu, stvorena je energija od neverovatnih 59 megadžula. To je više nego dvostruko više od prethodnog rekorda od 22 megadžula, iz 1997. godine koji je takođe postavljen na JET-u.

Zanimljivo je da je za generisanje ove rekordne energije bilo potrebno samo 0,17 miligrama mešavine fuzijskog goriva teških izotopa vodonika - oko 0,1 mg tricijuma i 0.07 mg deuterijuma. Poređenja radi, za proizvodnju iste količine energije iz fosilnih izvora trebalo bi 10 miliona puta više goriva – oko 1,06 kg prirodnog gasa ili 3,9 kg lignita.

Najveći tehnološki izazov fuzije je da se gorivo mora dobro kontrolisati na visokim temperaturama, dakle u uslovima koji su slični onima u središtu Sunca. Naime, fuzija, odnosno spajanje lakših atoma u teže, pokreće se tek u takvim ekstremnim uslovima. Njih nije problem ostvariti u nuklearnoj eksploziji jer je njena svrha razaranje, ali je problem to učiniti u kontrolisanim uslovima i dugotrajno - što je potrebno za stvaranje energije u termoelektranama. Na primer temperatura u srcu plazme u novom eksperimentu bila je 150 miliona stepeni Celzijusa, što je oko 10 puta veća temperatura od one u središtu Sunca.

Novi rekord je značajno postignuće, jer prvi put pokazuje da je moguće proizvesti i održavati visok novi fuzije korišćenjem tačno onakve mešavine goriva deuterijum-tricijum (D-T) kakva se planira koristiti u budućim fuzijskim elektranama. JET je u tom smislu ključna ispitna stanica za početak rada Međunarodnog termonuklearnog eksperimentalnog reaktora (ITER), jednog od najvećih kolaborativnih naučnih projekata u istoriji koji se gradi na jugu Francuske, uz potporu sedam članica - Kine, Evropske unije, Indije, Japana, Južne Koreje, Rusije i SAD-a.

- Trajni puls fuzije deuterijum-tricijum na ovom nivou energije, a reč je skoro o industrijskim razmerama, velika je potvrda svima uključenima u globalnu potragu za fuzijom. Rezultati JET-a izuzetno su važni za ITER jer potvrđuju da smo na pravom putu prema demonstriranju pune snage i potencijala fuzijske energije - rekao je glavni direktor ITER-a Bernard Bigot.

U ovom trenutku JET je jedini uređaj te vrste koji može raditi s D-T gorivom, što ga čini idealnom lokacijom za pripreme za ITER.

Što je još važnije, novi eksperiment je omogućio detaljno proučavanje svih relevantnih procesa u trajnoj plazmi visoke energije. Glavni rezultat je vrlo dobro podudaranje između eksperimenata i kompjuterskih modela. To naučnicima omogućava da se pripreme za još ambicioznije eksperimente u ITER-u i drugim fuzijskim uređajima.

Raniji eksperimenti u postrojenjima širom sveta istraživali su sastojke goriva odvojeno, ne koristeći mešavinu D-T, nego čisti vodonik ili deuterijum. Ovo je prvi put da su stručnjaci za fuziju uspeli sve da spoje i istraže tačno onakve uslove kakvi se očekuju u budućim fuzijskim elektranama.

Za prelazak na višu snagu fuzije na duže vremensko razdoblje, potrebni su veći i napredniji uređaji. Međunarodni projekt ITER ima za cilj da demonstrira 500 megavata fuzijske snage u trajanju do jednog sata.