Nema emisije ugljika, otpremljiva je, gorivo je za nju u neograničenim količinama, nema opasnosti od nekontrolirane reakcije, nema dugotrajnog otpora, daje i toplinsku energiju pa može funkcionirati i kao toplinski izvor. To je fuzija.
Temperature kao na Suncu
Sveti gral fizike proteklih nekoliko desetljeća do sada je izmicao znanstvenicima, svaka vijest govori o tome kako se čini da se čovječanstvo približava efikasnom fuzijskom reaktoru, a samo da bi sve ostalo na dojmu. Fuzija je temeljni izvor energije svemira koja napaja i naše Sunce i druge udaljene zvijezde. Kako već ime kaže, radi se o spajanju molekula lakih elemenata poput vodika da bi se dobili oni teži, poput helija, pri čemu se oslobađaju upravo čudesne količine energije. Kao i uvijek, postoji i problem. Glavna je prepreka što proces fuzije iskoristivu energiju daje pri izrazito visokim temperaturama koje se mjere u stotinama milijuna stupnjeva, dakle daleko većima od onih kakvi vladaju na površini Sunca. Ključ je savladavanja tog problema u magnetskim poljima koja mogu zauzdati vrelu plazmu, plinovitu juhu subatomskih čestica kojima se proces napaja, i zadržati je unutar stijenki reaktora. Cilj je od procesa dobiti više energije nego što je u nj uloženo.
Kada vidimo koje su prednosti fuzijskog reaktora u odnosu na fisijske koji danas pogone nuklearne elektrane, tada ne čudi što se u fuziju ulažu stotine milijuna eura. Primjerice, sama je Angela Merkel početkom 2016. godine nazočila prvom pokretanju Wendelsteina 7-x, eksperimentalnog reaktora na Institutu Max Planck u koji je uloženo milijardu eura. I Hrvatska je dio ITER-a, međunarodnog istraživačkog i inženjerskog projekta čiji je cilj izgraditi najveći svjetski i najnapredniji eksperimentalni nuklearni fuzijski reaktor tipa tokamak u mjestu Cadarache na jugu Francuske, vrijedan 15 milijardi eura. ITER treba dobiti i oko pola sata održavati goruću plazmu, doslovno komad Sunca na Zemlji. To je prvi korak prema fuzijskoj elektrani DEMO. Fuzijska strategija EU predviđa goruću plazmu na ITER-u 2035., a elektranu DEMO do 2050.
No, znanstvenici s MIT-a ustvrdili su ovog vikenda kako su došli do revolucionarnog pomaka koji će izgradnju pilot-fuzijske nuklearne elektrane primaknuti za 15 godina. Dakle, njihova eksperimentalna fuzijska elektrana trebala bi proraditi do 2035. godine. To temelje na novim lakšim, a mnogo snažnijim magnetima koji bi se napravili od inovativna supravodljivog materijala. Taj materijal naziva se YBCO što je skraćenica od itrij-barij-bakreni oksid, a magnetima bi se od njega izrađenima značajno smanjila količina energije potrebna da bi se pokrenula fuzijska reakcija. Dok je posuda ITER-a volumena 800 kubnih metara i mase 6500 tona, dakle više od Eiffelova tornja, reaktor koji želi MIT bio bi volumena tek oko 1/65 ITER-a i trebao bi u periodičnim izbojima davati tek petinu energije koju može proizvesti ITER. Na MIT-u računaju da će reaktor opremljen novim magnetima imati za deset godina, a onda za još pet pilot-fuzijsku elektranu snage 200 MW koja će se moći priključiti na komercijalnu električnu mrežu. Istodobno je objavljeno kako ovaj MIT-ov fuzijski projekt s 50 milijuna dolara financiraju i privatni investitori poput talijanske energetske kompanije ENI-ja.
Trump steže kesu
Ovo je vrlo važan podatak s obzirom na to da Trumpova administracija gleda kako da što više smanji ulaganja u znanstvene inovativne projekte. Još je na raspravi u američkom Senatu hoće li SAD ostati dijelom međunarodnog projekta ITER-a koji je prošle godine financirao sa 64 milijuna dolara. Zato i na MIT-ju ističu kako je njihov projekt apsolutno komplementaran s ITER-om te su eventualna nova saznanja koja bi se dobila svakako primjenjiva na budući dizajn fuzijske elektrane. Dr. sc. Tonči Tadić iz Instituta Ruđer Bošković glavni je čovjek u Hrvatskoj na europskom fuzijskom programu, ujedinjenom u projektu EUROfusion. Ističe kako nove vijesti vezane uz fuziju nisu ništa neuobičajeno, stalno pristižu novi rezultati diljem EU i svijeta. Ali kao i uvijek, oko svega treba biti oprezan.
– Svakih se nekoliko godina netko pojavi s idejom minijaturnog fuzijskog reaktora. Prije nekoliko godina čak je i Lockheed Martin imao ideju da fuzijski reaktor stavi na kamion! U redu, MIT je navodno razvio nove magnete, no razvoj jakih magneta tek je jedan od 20 radnih paketa kojima se bavi EUROfusion, a svi su jednako važni za uspjeh DEMO. Osim toga, veliki volumen plazme u ITER-u, vrijeme trajanja pulsa i temperatura plazme zadovoljavaju tzv. Lawsonov kriterij za goruću plazmu, dok to teško može biti postignuto s tako malim volumenom kakav zamišlja MIT. Nadalje, s povećanjem volumena plazme opada udio turbulencija i površinskih izboja na plazmi, pa je proces stabilniji i lakše se održava. Mali reaktor iz MIT može imati jako nestabilnu reakciju s pratećim oštećenjima stijenki. Osim toga, ako u centru reaktora imate 150 milijuna stupnjeva, poželjno je imati veći volumen da temperatura opadne na prihvatljivih 2-3000 stupnjeva na stijenci. Teško je to postići s tako malim reaktorom. I na kraju, svi materijali za DEMO, pa tako i novi magneti iz MIT-a trebaju biti otporni na udar neutronskog zračenja jednak onome na površini Sunca. Nismo čuli ni riječ o tome jesu li testirali otpornost svojih magneta na neutrone, recimo na komorama s dva snopa iona, kakvu ima IRB i koju koristi EUROfusion za testiranje svojih materijala. U SAD-u su četiri takve. Bez dokazivanja testiranjem, pomalo je neodgovorno iznositi ovakav optimistični tijek, ali ih razumijem jer takve najave privlače investitore – kaže dr. Tadić.
Preuredili sirove snimke: pogledajte fascinantne fotografije Jupitera:
Text je površno napisan i dobrim djelom je pogrešan. Tekst ispod fotografija je isto tako kriv. Za Wendelstein 7-x piše da je experimentalni reaktor tipa tokamak. Samo je ime ispravno tu, niti je reaktor,niti je tokamak. W7 je stellarator, kojemu je kao i tokamaku namjena stvaranja plazme koja će imati temeperaturu dovoljnu za pokretanje fuzije. Da bi W7 postao reaktor, treba mu dodati sistem ubacivanja fuzibilnog materijala, i sistem koji bi novonastalu toplinsku energiju pretvarao u električnu.Na trećoj fotografiji je isto W7, ne ITER kako je krivo napisano.ITER koji je daleko od završetka će koristiti tokamak za proizvodnju plazme.