Američki znanstvenici iz Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) u Kaliforniji tvrde kako su prvi put fuzijom proizveli više energije nego je bilo uloženo. Kako piše Financial Times, uređaj National Ignition Facility (NIF) u LLNL-u, koji koristi lasere za stvaranje plazme, tijekom eksperimenta je proizveo 2,5 megadžula (MJ), odnosno 20 posto više od utrošenih 2,1 megadžula energije. O tome postignuću danas će se oglasiti i američko Ministarstvo energetike (DOE).
- Ovo je sjajna vijest. Dobiveno je više energije iz fuzije od energije lasera korištenih na grijanje kuglice s fuzijskim gorivom. Međutim nedostaje ključni podatak: koliko je energije utrošeno na ‘pumpanje‘ tih lasera, a koja je sigurno prilično veća od dobivene energije fuzije? Tek tada bismo imali sliku balansa energije za ovaj eksperiment. Ovako nije jasno što smo dobili – komentirao je dr. Tonči Tadić s Instituta Ruđer Bošković u Zagrebu koji je voditelj hrvatskih fuzijskih aktivnosti u sklopu konzorcija EUROfusion te koordinator Savjeta europskog projekta DONES-PreP.
* Što je nuklearna fuzija?
- To je proces spajanja jezgri lakih atomskih elemenata pri čemu se oslobađa golema količina energije. Primjerice, pri fuziji svega pet grama materijala dobije se energije koliko i izgaranjem 60 tona vrlo kvalitetna ugljena. Fuzija se odvija na Suncu i ostalim zvijezdama, a riječ je o naizgled jednostavnoj reakciji. Primjerice, vodikovi izotopi deuterij i tricij se spajaju, a pritom nastaju helij i neutron. Ideja dobivanja energije uz pomoć fuzije datira iz doba Hladnog rata.
* Po čemu se fuzija razlikuje od fisije?
- Za razliku od fisije, cijepanja atomskih jezgri, što je temelj nuklearki, ali i atomskih bombi, kod fuzije nema opasnosti od nekontrolirane reakcije. Drugim riječima nije moguć scenarij kao u Černobilu. Kod energije dobivene fuzijom, nema dugoživućeg radioaktivnog otpada, a nema ni emisije ugljičnog dioksida. Dakle, fuzija je siguran izvor energije na neograničenoj skali.
* Što je plazma, a što tokamak?
- Fuzijska je reakcija naizgled jednostavna: primjerice, vodikovi izotopi deuterij i tricij se spajaju, a pritom nastaju helij i neutron.
Kako bi se to dogodilo, gorivo mora biti u stanju plazme, tj. mora se ugrijati na više od 150 milijuna Celzijevih stupnjeva. Nadalje, kako bi došlo do spajanja jezgri, plazma dovoljne gustoće mora se držati dovoljno dugo bez dodira sa stijenkama posude u kojoj se nalazi. To se postiže uz pomoć jakih magnetskih polja u tzv. magnetskim bocama ili tokamacima koje su osmislili ruski fizičari Andrej Saharov i Igor Tamm na osnovi ideje Olega Lavrentijeva. Najveći svjetski tokamak trenutno je JET (Joint European Torus) u Culhamu u Velikoj Britaniji u kome se eksperimenti provode od 1984. godine. Riječ je o uređaju na kojem se postižu temperature i do 10 puta veće od onih u središtu Sunca.
* Što je laserska fuzija?
- Znanstvenici na projektu National Ignition Facility u Lawrence Livermore National Laboratory bave se istraživanjem tzv. laserske fuzije.
- Laserska ili ‘inercijalna‘ fuzija temelji se na grijanju plazme kompresijom kuglice goriva jakim laserima, dok se ne dostigne traženih 150 milijuna stupnjeva nužnih za ‘paljenje‘ fuzijske reakcije. Time se praktično pokreće minijaturna termonuklearna eksplozija. Uspije li laserska fuzija doista dobiti višak energije čeka ih isti posao kao i ‘magnetnu‘ fuziju - razviti materijale za takav fuzijski reaktor, te koncept takve fuzijske elektrane, dakle kako brzo ‘pumpati‘ lasere kako bi se svakih par sekundi ubacila kuglica goriva, pokrenula termonuklearna eksplozija, te dobila korisna energija itd – rekao je Tonči Tadić te pojasnio razliku između "laserske" i "magnetne fuzije.
- Za razliku od toga, ‘magnetna‘ fuzija u tokamaku zasniva se na grijanju plazme mikrovalovima, te na održavanju vruće plazme na okupu vrlo jakim magnetnim poljima, radi stabilne i dugotrajne kontrolirane fuzijske reakcije. Napominjem kako je su EUROfusion i EU agencija Fuzija za energiju razradili koncept fuzijske elektrane temeljene na ‘magnetnoj‘ fuziji – naglasio je Tadić.
Što je ITER?
- Oko 22 milijarde eura vrijedni ITER (Međunarodni termonuklearni eksperimentalni reaktora) je najveći međunarodni znanstveni projekt današnjice na kome surađuju EU, Kina, Japan, Južna Koreja, Indija, Rusija i SAD. Te politički često suprotstavljene zemlje ujedinjene su u zajedničkoj namjeri da na Zemlji stvore "mini Sunce", odnosno da proizvodnjom energije pomoću fuzije riješe energetske probleme našeg planeta. Gradnja ITER-a je počela 2006. godine u francuskom nuklearnom centru Cadarache, a završetak se očekuje oko 2025. godine.
Što je DONES?
- Prije nekoliko tjedana u Zagrebu, tijekom posjeta kralja španjolskog kralja Filipa II. i kraljice Leticije, potpisan je Memorandum o razumijevanju između hrvatskoj i španjolskog ministarstava znanosti o suradnji na projektu DONES. Oko DONES (DEMO Oriented Neutron Source) u Granadi će graditi europska agencija Fuzija za energiju. Gradnja toga visoko-tehnološkog uređaja trajat će između osam i 10 godina, a trebala bi početi iduće godine. Oko 690 milijuna eura vrijedni DONES drugi je po veličini i značenju uređaj u nuklearnom programu EU, odmah iza ITER-a (međunarodni termonuklearni eksperimentalni reaktor).
- DONES je uređaj nužan za testiranje otpornosti na zračenje svih materijala za Demonstracijsku fuzijsku elektranu (DEMO) koja bi trebala graditi nakon 2035. godine - rekao je Tadić.