Olbrzymi krok do czystej energii. Sukces brytyjskiego tokamaka

Eksperymentalny reaktor fuzyjny w Wielkiej Brytanii utrzymał reakcję przez 5 sekund i wytworzył 59 megadżuli energii.

Publikacja: 11.02.2022 13:45

Reaktor termojądrowy w Cadarache

Reaktor termojądrowy w Cadarache

Foto: ITER

Jednym z głównych, jeżeli nie głównym problemem w walce ze zmianami klimatycznymi jest kwestia energii. Pomimo wzrostu udziału energii odnawialnej w produkcji, wciąż duże znaczenie mają elektrownie na paliwa kopalne. Co więcej, dla zapewnienia stabilności sieci energetycznych zawsze będą one potrzebne, gdyż wiatr i nasłonecznienie są zależne od kaprysów pogody, a ta robi się coraz bardziej nieprzewidywalna w miarę postępów zmian klimatycznych.

Relatywnie czystą energię zapewniają elektrownie jądrowe. Jednak te obecne, działające na zasadzie rozszczepiania atomu mają wadę w postaci odpadów radioaktywnych oraz innych zagrożeń związanych z rodzajem używanego paliwa. Wad tych (w bardzo dużym stopniu) pozbawione byłyby elektrownie działające na zasadzie syntezy termojądrowej (fuzji), ale te wciąż wydają się być odległe. Udało się wszakże zrobić wielki krok w kierunku relatywnie czystej i łatwo dostępnej energii wymagającej jako paliwa tylko wody (a dokładniej pochodzących z niej pierwiastków).

Wielki tokamak JET mieszczący się w Anglii w Culham niedaleko Oxfordu to urządzenie, w którym testowane są możliwości fuzji atomowej, reakcji identycznej do tej, która zachodzi w jądrach gwiazd. 21 grudnia zeszłego roku naukowcom i inżynierom udało się uzyskać rekordową reakcję fuzji. JET dał radę podtrzymać fuzję przez pięć sekund i wyprodukować w jej czasie 59 megadżuli energii. Co prawda, energii tej wystarczyłoby do podgrzania wody w raptem setce przeciętnych czajników, jednak liczy się fakt, że udało się uzyskać stabilną syntezę termojądrową przez zamierzony czas. Dłuższej niż pięć sekund nie przewidziano ze względu na wytrzymałość termiczną elektromagnesów utrzymujących plazmę w odpowiednim miejscu.

Czytaj więcej

Kluby fitness staną się... minielektrowniami

Oznacza to, że udało się uzyskać moc 11,8 MW i podtrzymać reakcję przez określony z góry czas. To rekordowe osiągnięcie JET-a. W 1997 udało się, co prawda uzyskać 16 MW, ale wyprodukowano mniej energii. Do wyprodukowania tej ilości energii (59 MJ) potrzebne było niewiele paliwa – użyto trytu i deuteru w ilościach liczonych w gramach. Teoretycznie do zaspokojenia potrzeb potencjalnej elektrowni fuzyjnej produkującej dość energii dla całej Wielkiej Brytanii potrzeba byłoby pół tony paliwa dziennie, paliwa które można pozyskać po prostu w wody morskiej.

- Ten wynik, to olbrzymi krok naprzód – stwierdził Ian Chapman, szef UK Atomic Energy Authority cytowany przez CNN.

Wynikami eksperymentu UK Atomic Energy Authority pochwaliło się, między innymi, na swoim kanale na YT.

Tokamak JET stworzono przede wszystkim po to, by dowieść, że da się uzyskać stabilną reakcję syntezy termojądrowej. Służy on, również, jako swoisty poligon badawczy dla budowanego we Francji tokamaka ITER, międzynarodowego programu finansowanego przez UE, USA, Chiny, Japonię, Koreę, Indie i Rosję. W ITER naukowcy i inżynierowie chcą dowieść, że możliwe będzie uzyskanie mocy 500 MW przy użyciu 50 MW. Problemem reaktorów fuzyjnych jest, jak na razie, bowiem fakt, że potrzebują one wciąż więcej energii niż są w stanie wyprodukować – olbrzymie ilości energii są niezbędne do tego, by podgrzać plazmę do temperatury, w której może zajść synteza jądrowa. W jądrach gwiazd zachodzi ona w niższych temperaturach, jednak tam grawitacja gwiazdy ułatwia syntezę. Do tego synteza odtwarzająca dokładnie syntezę zachodzącą wewnątrz gwiazd nie byłaby tak wydajna, jak potrzebne to jest w elektrowniach.

- Wyniki JET są imponujące i prawdopodobnie będą się poprawiać w kolejnych eksperymentach. Produkują teraz 12 MW, ale tylko przez 5 sekund. Potrzebujemy znacznie dłuższego trwania syntezy – powiedział CNN Tony Roulstone z Uniwerytetu Cambridge.

Pozyskiwanie energii z syntezy termojądrowej zapewniłoby ludzkości relatywnie czyste źródło energii, nie wytwarzające dwutlenku węgla w procesie produkcji. Nadmiar tego gazu wynikający z działalności człowieka jest zaś głównym powodem ocieplenia klimatu.

Technologie
Brytyjczycy chcą dostarczyć broń laserową dla Ukrainy. Jest jednak pewien problem
Materiał Promocyjny
Tajniki oszczędnościowych obligacji skarbowych. Możliwości na różne potrzeby
Technologie
Naukowcy opracowali „inteligentny” płyn. Ma odmienić robotykę i motoryzację
Technologie
Przełomowy projekt w kosmosie. Stacja wielkości stadionu zostanie... nadmuchana.
Technologie
Nowy szczyt absurdu: uczeń pisze pracę, nauczyciel ją sprawdza. Za obu robi to AI
Materiał Promocyjny
Naukowa Fundacja Polpharmy ogłasza start XXIII edycji Konkursu o Grant Fundacji
Technologie
Sztuczna inteligencja może doprowadzić do wymierania języków. Polski jest zagrożony?