SUNCE U KUTIJI

'ZA 15 GODINA DOBIVAT ĆEMO ENERGIJU IZ POTPUNO NOVOG I ČISTOG IZVORA' Znanstvenici o velikoj prekretnici u konstruiranju fuzijskog reaktora

    AUTOR:
    • Jutarnji.hr

  • OBJAVLJENO:
  • 09.03.2018. u 18:16

MIT

San o nuklearnoj fuziji kao izvoru energije na korak je od ostvarenja. Štoviše, prve fuzijske elektrane mogle bi proraditi za 15-ak godina.

Ekipa iz SAD-a, koju čine znanstvenici MIT-a (Massachusetts Institute of Technology) i jedne privatne kompanije, osmislili su potpuno nov pristup kako bi od skupog znanstvenog eksperimenta došli do iskoristivog izvora energije. Naime, tim planira upotrijebiti potpuno novu vrstu supervodiča otpornih na vrlo visoke temperature koji bi im omogućili stvaranje prvog fuzijskog reaktora koji proizvodi više energije nego je utrošeno na njegovo pokretanje.

Bob Mumgaard, direktor kompanije Commonwealth Fusion Systems koja je uložila oko 50 milijuna dolara u projekt talijanske energetske kompanije ENI, kaže: 'Cilj nam je stvoriti fuzijsku elektranu na vrijeme za borbu protiv klimatskih promjena. Mislimo da su znanost i vrijeme na našoj strani te da ćemo prvu fuzijsku elektranu staviti u pogon za 15 godina.'

Obećanje fuzije je ogromno: ona predstavlja potpuno čist izvor energije bez emitiranja štetnih plinova. No, najveći problem je bilo to što su svi dosadašnji pokušaji imali energetski deficit te zbog toga nisu bili upotrebljivi za proizvodnju električne energije. Zbog desetljeća razočaranja znanstvenici su se počeli šaliti da je fuzija energija budućnosti – i uvijek će ostati energija budućnosti.

Vremenski okviri koji se predviđaju za savladavanje prijelomnih stepenica u znanstvenim istraživanjima obično je 30 godina, no ekipa s MIT-a vjeruje da mogu prepoloviti taj period koristeći supervodljive materijale kako bi napravili vrlo moćne magnete koji čine jednu od osnovnih komponenti svakog fuzijskog reaktora.

Profesor Howard Wilson, fizičar i stručnjak za plazmu sa Sveučilišta York koji je radio na više različitih fuzijskih projekata, kaže: 'Najuzbudljiviji dio čitave priče su ti vrlo moćni magneti.'

Fuzija funkcionira na jednostavnom principu zbijanja lakših elemenata da tvore teže elemente. Kad se atomi vodika dovoljno jako stisnu, oni se spoje u atom helija pri čemu se oslobađa ogromna količina energija.

Međutim, u tom procesu energija se proizvodi samo pri jako visokom temperaturama od nekoliko stotina milijuna Celzijevih stupnjeva što je temperatura viša nego ona u središtu sunca – daleko više nego ikoji materijal na Zemlji može izdržati.

Kako bi to zaobišli, znanstvenici koriste vrlo snažna magnetna polja koja drže na mjestu vrelu plazmu – plinovitu mješavinu subatomskih čestica – i sprečavaju kontakt s bilo kojim dijelom komore karakterističnog oblika krafne s rupom.

Najnovija vrsta supervodljivog materijala – čelična vrpca presvučena slojem itrij-barij-bakar-oksida ili YBCO – omogućuje znanstvenicima da proizvedu manje, ali snažnije magnete. To u konačnici smanjuje količinu energije potrebne za pokretanje fuzijske reakcije.

'Što su magnetna polja jača, to više možete stisnuti gorivo', objašnjava Wilson.

Planirani fuzijski eksperiment nazvan Sparc ('Iskra'), bit će opsegom značajno manji od ITER-a, međunarodnog projekta sa sjedištem u Francuskoj.

Eksperimentalni reaktor bit će dizajniran da proizvede oko 100 MW toplinske energije. Iako na početku još neće tu toplinsku energiju pretvarati u električnu, u impulsima trajanja oko 10 sekundi, proizvodit će dovoljno energije za napajanje manjeg grada.

Znanstvenici predviđaju da će izlazne energije biti dvostruko više od energije potrebne za zagrijavanje plazme čime će se ostvariti cilj – energetski suficit odnosno proizvodnja više energije nego je potrošeno.

No, profesor Wilson oprezan je vezano uz predviđen vremenski okvir te kaže da, iako je projekt vrlo uzbudljiv, još uvijek ne vidi kako bi se sve to moglo postići za samo 15 godina.

 Za razliku od fosilnih goriva ili nuklearnih goriva poput urana koji se koristi u fizijskim elektranama, do nestašice vodika nikad neće doći.

Profesorica Maria Zuber, potpredsjednica istraživačkog tima na MIT-u, kaže da bi upotrebljivi fuzijski reaktor značio ogroman napredak u rješavanju problema klimatskih promjena.

'U samom srcu ovog projekta je velika ideja – vjerodostojan i održiv plan da se postigne višak energije iz fuzije', kaže profesorica Zuber.

'Ako u tome uspijemo, energetski sustav čitavog svijeta promijenit će se iz temelja. Jako smo uzbuđeni zbog toga.'

Izdvajamo