Czysta energia

Jak się tworzy takie piekło? Wszystko dzieje się w potężnym polu elektrycznym. To tam, w wypełniającym specjalnie zaprojektowaną komorę gazie, dochodzi do wyładowań elektrycznych. Błyskawice ciągle ogrzewają wnętrze reaktora. Ten proces wymaga ogromnych ilości energii, ale gdy temperatura wzrośnie do odpowiedniego poziomu, poruszające się chaotycznie we wszystkich kierunkach jądra wodoru przy każdej kolizji będą tworzyły jądro innego pierwiastka – helu. Przy okazji uwalnia się dużo energii, która podtrzymuje albo nawet podnosi i tak już bardzo wysoką temperaturę we wnętrzu reaktora.

Odebrać energię

Czy człowiek jest w stanie ten proces kontrolować? Odpowiedź nie jest prosta. Fizycy, postępując bardzo precyzyjnie, są w stanie zderzyć dwa jądra atomowe. Jeżeli energia zderzenia (prędkość tychże jąder) będzie wystarczająco duża, połączą się one, tworząc inny – większy – pierwiastek. Kłopot w tym, że taka metoda „w pojedynkę”, choć doskonale kontrolowana, nie może być wydajna w kontekście produkcji prądu. Więcej energii zużyje się, rozpędzając dwa jądra atomowe, niż uzyska po ich zderzeniu. Chodzi o to, żeby reakcji fuzji zachodziło możliwie jak najwięcej równocześnie, żeby zachodziły masowo. Dopiero wtedy rachunek ekonomiczny może się opłacić.

Proces musi być całkowicie kontrolowany. Niekontrolowana fuzja zachodzi w czasie eksplozji bomby termojądrowej. Trudno tutaj mówić o jakimkolwiek zysku ekonomicznym. Ale reakcje, o których mowa, można kontrolować, choć trzeba przyznać, że na razie udawało się to robić przez zaledwie kilka chwil. Najdłużej, przez kilkadziesiąt minut, utrzymano i kontrolowano fuzję jądrową w tokamaku JET, znajdującym się w Culham w Oxfordshire w Wielkiej Brytanii. Skomplikowany proces zainicjowania reakcji i jej kontrolowanie to niejedyne problemy. Kolejnym jest, jak wytworzoną energię „odebrać” z wnętrza reaktora, czyli jak ją „przerobić” na prąd. Dotychczas nikomu się to nie udało. Teraz się uda – w budowanym na południu Francji nowoczesnym reaktorze ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor). Ma to być pierwsze urządzenie, które daje więcej energii, niż zużywa do swojego funkcjonowania.

Nadzieja w rewolucji

Budowa ITER, jak się wydaje, ma być ostatnim etapem przed konstruowaniem w pełni komercyjnych elektrowni. We wnętrzu reaktora fuzja będzie utrzymywana w całkowicie kontrolowanych warunkach przez bardzo długi czas. To pierwsza rewolucja. Druga – ITER będzie do swojego funkcjonowania zużywał znacznie mniej energii niż obecne pracujące w laboratoriach fizyków tokamaki. W efekcie będzie produkował prąd, a nie tylko konsumował. Jeżeli wszystko pójdzie po myśli naukowców, będzie jaskółką, która wieści nadejście ery czystej energii bez ograniczeń. ITER po łacinie znaczy „droga”. Projekt ma wyznaczać kierunek rozwoju energetyki. Kiedy nastąpi prawdziwy przełom? Badania nad fuzją trwają od wielu dziesięcioleci, ale dopiero teraz znajdują się – choć nie bez kłopotów – na nią duże pieniądze. ITER ma kosztować ponad 10 mld dolarów, a to oznacza, że jest drugim, po stacji orbitalnej, największym na świecie projektem naukowym. Po wieloletnich przepychankach zdecydowano się go realizować na południu Francji, w istniejącym już ośrodku jądrowym w Cadarache. Świat potrzebuje coraz więcej czystej energii. Czy reaktory takie jak ITER jej dostarczą, okaże się za kilkanaście lat.



Gość Niedzielny 35/2007