La Soare, acest lucru se întâmplă tot timpul: atomii se combină, adică se produce o reacție de fuziune termonucleară, ca urmare, o cantitate de energie inimaginabilă este eliberată. Oamenii de știință au visat de multă vreme la o astfel de energie, iar aici, pe Pământ, se poate obține prin crearea reacțiilor termice nucleare controlate.
Dar până acum nu a fost posibil să se obțină.
După sfârșitul celui de-al Doilea Război Mondial, oamenii de știință din întreaga lume încearcă să realizeze acest lucru.
Cu ajutorul reactoarelor experimentale din Rusia, SUA, Anglia, Japonia și multe alte țări, s-au obținut procese termonucleare de scurtă durată, dar peste tot s-a folosit mai multă energie pentru a menține acest proces decât pentru a obține energie în sine, explică Søren Bang Korsholm, un cercetător principal la Universitatea Tehnică din Danemarca (Søren Bang Korsholm).
În viitorul îndepărtat
Omul de știință danez și colegii săi de la Departamentul de Fizică al Universității Tehnice participă la un proiect științific global, care în 2025 va permite implementarea unui proces eficient de fuziune termonucleară - i.e. va fi alocată mai multă energie decât cheltuită pentru obținerea ei. Cu toate acestea, se crede că nu vom putea vedea centralele care funcționează pe principiile fuziunii termonucleare timp de mai mulți ani.
„Numai în anii cincizeci ai acestui secol, energia centralelor termonucleare de fuziune poate fi folosită în rețelele electrice. În orice caz, acestea sunt liniile directoare pentru programul european de fuziune termonucleară”, spune el.
Video promotional:
În ciuda îndepărtării perspectivelor, mulți oameni de știință, precum Søren, lucrează serios la problemele energiei termonucleare a fuziunii. Și există motive întemeiate pentru acest lucru. Pentru o centrală care funcționează pe principiile fuziunii termonucleare, este necesară o cantitate infinit de mică de combustibil nuclear, în plus, acestea nu emit CO2 și alte substanțe dăunătoare.
Energie verde ieftină
Când vă încărcați telefonul smartphone astăzi, 24% din energia electrică în acest caz provine de la stații termice pe cărbune. Este o producție de energie grea și nu este deosebit de ecologică.
„Pentru a produce un gigawatt de energie electrică, o centrală pe bază de cărbune trebuie să ardă 2,7 milioane tone de cărbune anual. Și stațiile de fuziune necesită doar 250 de kilograme de combustibil nuclear pentru a obține același efect. 25 de grame de combustibil nuclear sunt suficiente pentru ca o astfel de centrală să furnizeze energie unui singur Dane pentru întreaga sa viață”, spune Søren Bang Korsholm.
Spre deosebire de cărbune, fuziunea nu emite CO2 și, prin urmare, nu afectează climatul.
"Singurul deșeu de producție directă a energiei nucleare de fuziune este heliul și poate fi utilizat într-o mare varietate de aplicații. Este vorba despre aproximativ 200 de kilograme de heliu pentru întregul an", explică el.
Cu toate acestea, energia de fuziune are o mică problemă. Aici nu poți face fără radioactivitate complet. "Suprafața interioară a reactorului devine radioactivă, dar aceasta este o formă de radioactivitate care devine sigură după 100 de ani", spune omul de știință. Apoi, acest material poate fi folosit din nou.
Combustibil nuclear aproape nesfârșit
Spre deosebire de cărbune, combustibilul pentru o centrală termică nu trebuie să fie săpat de pe pământ. Poate fi obținută prin pompe din mare, deoarece energia fuziunii termonucleare este obținută folosind hidrogen greu (deuteriu), care este extras din apa mării.
„Marea furnizează combustibil nuclear care va fi suficient pentru consumul de energie din întreaga lume timp de miliarde de ani. Prin urmare, nu vom rămâne fără energie dacă învățăm să folosim energia fuziunii termonucleare”, explică Søren Bang Korsholm.
În plus față de deuteriu cu hidrogen greoi, oamenii de știință utilizează hidrogen tritiu supraeficient în reactorul de fuziune. Nu există în natură, dar este fabricat din litiu, care este aceeași substanță folosită în baterii.
În reactor, hidrogenul greu și supraeficientul se contopește după ce temperatura din reactor ajunge la 200 de milioane de grade.
„Temperatura din reactor este de neimaginat ridicată. Pentru comparație, temperatura de bază a Soarelui este de doar 15 milioane de grade. În acest fel, creăm o temperatură mult mai mare , spune el.
Uriașul reactor nuclear al Franței
Søren Bang Korsholm și mulți dintre colegii săi de la Universitatea Tehnică sunt participanți la un mare proiect internațional ITER, unde UE, Statele Unite, China și multe alte țări colaborează pentru crearea celui mai mare reactor termonuclear din lume, în sudul Franței. Va fi primul reactor de acest gen care va furniza mai multă energie decât consumă.
„ITER, conform proiectului, va produce 500 de megawati, în timp ce 50 megawati vor fi obligați să îl încălzească. Consuma puțin mai mult de 50 de megawati de energie, deoarece folosim o parte din energie pentru răcire și magneți, care nu este luată în considerare în acest caz, dar oferă un surplus de energie frumos în reactorul în sine”, explică el.
Potrivit savantului, reactorul va fi în curând gata de funcționare.
"În 2025, reactorul va fi gata pentru primul test, după care îl vom actualiza până când va fi complet gata în 2033", spune Søren Bang Korsholm.
Prezentarea energiei viitorului
Dar nu ar trebui să ne gândim că, după finalizarea proiectului ITER, energia electrică, datorită căreia funcționează frigiderul nostru, va fi energia fuziunii termonucleare. Reactorul nu va produce energie electrică.
„ITER nu este o centrală electrică. Reactorul nu este construit pentru a genera energie electrică, ci pentru a demonstra posibilitatea utilizării fuziunii termonucleare ca sursă de energie”, spune el.
Omul de știință speră că proiectul va avea parteneri comerciali care vor acorda atenție posibilităților energiei termonucleare de fuziune.
„Poate companiile mari de energie și companiile petroliere vor începe să investească în energie de fuziune atunci când își vor vedea potențialul. Și cine știe, poate astfel de centrale vor apărea în viitorul apropiat”, spune Søren Bang Korsholm.
Următoarea oprire este luna
Dacă oamenii de știință reușesc să creeze centrale electrice eficiente bazate pe fuziunea termonucleară, atunci multe idei vor apărea imediat despre cum pot fi îmbunătățite. Una dintre idei sugerează deja utilizarea unui tip de combustibil diferit, care însă nu este atât de mult pe Pământ.
„Helium-3, care este abundent pe lună, are avantajul că produsele de fuziune din plasmă reacționează mai puțin cu pereții reactorului, astfel încât peretele devine mai puțin radioactiv și poate avea o viață mai lungă”, spune Søren Bang Korsholm.
Până acum, extragerea combustibilului pe Lună și livrarea lui pe Pământ este costisitoare. Dar poate că energia fuziunii termonucleare va fi atât de eficientă încât aceste costuri vor plăti.
„Dacă există gânduri despre furnizarea de combustibil de pe lună, atunci centralele electrice de fuziune pot fi incredibil de eficiente”, concluzionează omul de știință.
Jeppe Kyhne Knudsen, Jonas Petri, Lasse From
