SVETI GRAL ENERGETIKE

Fuzija više nije znanstvena fantastika!

  • Autor: NJD
  • Zadnja izmjena 19.09.2012 13:49
  • Objavljeno 19.09.2012 u 13:49
Tportal

Tportal

Izvor: tportal.hr / Autor: Tportal

Čista i jeftina energija fuzije već je gotovo stotinu godina sveti gral energetike, međutim koliko god da je prošlo od otkrića ovoga procesa 1929., znanstvenici su uvijek predviđali da će za njegovu realizaciju trebati još nekoliko desetljeća. Sada, s početkom izgradnje ITER-a u Francuskoj, čini se da je ipak konačno došlo vrijeme fuzije

Proces fuzije lakih elemenata – spajanje atomskih jezgara vodika u težu jezgru helija, uz oslobađanje energije odvija se na Suncu i drugim zvijezdama. U fuziji se stvara oko milijun puta veća energija od kemijske, jer je energija koja povezuje nukleone u jezgri znatno veća od energije veza među molekulama kakva se, primjerice, oslobađa u sagorijevanju fosilnih goriva.

Fuzijom bi se stoga iz relativno malih količina vode i litija sadržanog u jednoj bateriji laptopa mogla stvarati ista količina energije kao iz stotinu tona ugljena i to bez ikakve emisije ugljikova dioksida.

Zašto već nije tu?

Izgradnja učinkovitog fuzijskog reaktora nije nimalo lak poduhvat. Da bi se fuzija pokrenula, potrebni su uvjeti slični onima koji vladaju na Suncu, prije svega golemi tlak. Naime, za fuziju je neophodno jezgre dovoljno međusobno približiti da bi počele djelovati nuklearne sile koje imaju jako kratak domet, a za to je pak potrebno savladati električne sile kojima se atomi međusobno odbijaju. Ovo sabijanje na Suncu je prirodna posljedica goleme gravitacije, a na Zemlji se ono može ostvariti različitim tehnikama kao što je djelovanje snažnim magnetskim silama.

Na Zemlji bi zapravo trebalo stvoriti još povoljnije uvjete nego na Suncu, jer je ono vrlo neučinkovit stroj – nekoliko tisuća puta neefikasniji od našeg tijela. Naime, na Suncu protoni tek vrlo rijetko ulaze u proces fuzije. Ovaj proces može se pospješiti tako da se u fuziji spajaju izotopi vodika - deuterij i tricij koji se smatraju najboljom kombinacijom. Deuterij ima jedan dodatan neutron, a tricij dva. Deuterija u oceanima ima dovoljno za milijune godina eksploatacije (0,0156 posto svih atoma vodika), a tricij se može stvarati iz bombardiranjem litija neutronima. Osim toga, reaktor na Zemlji mogao bi raditi na temperaturi koja bi bila 10 puta viša od one u središtu Sunca. U fuziji deuterija i tricija nastajali bi atomi helija i protoni koji bi bili nositelji energije. Helij bi se koristio za daljnje zagrijavanje plazme potrebne u reakciji, a neutron bi se apsorbirao u stjenkama reaktora i zagrijavao ih. Ova toplina pretvarala bi se u električnu energiju.

Fuzija već funkcionira!

Još ne tako davno znanstvenici su se znali šaliti da je fuzija vječno energija budućnosti. No to se u posljednje vrijeme promijenilo. Professor Chris Llewellyn Smith, direktor energetskih istraživanja na Oxfordu kaže da bi se s dovoljno novca fuzijski reaktor već danas mogao izgraditi, međutim, još ne bi bio isplativ i konkurentan. Povjerenje da će to uskoro ipak biti moguće postupno se razvija u radu na Joint European Torusu (JET) u Culhamu u Oxfordshireu koji je po svojoj fizici i dizajnu zapravo mali Iter. Istraživanja na JET-u značajno su povećala efikasnost fuzije.

Stručnjaci procjenjuju da će faza konstrukcije Itera stajati oko 13 milijardi eura. To se može činiti golemom sumom no treba imati na umu da su subvencije za industriju fosilnih goriva samo u 2010. iznosile 400 milijardi. Trošak izgradnje podijelit će sedam članica projekta ITER – EU, SAD, Rusija, Kina, Indija, Japan i Južna Koreja. EU izdvaja 45 posto, a ostale članice po devet posto svaka. Konstrukcija je započela 2007, a prvo stvaranje plazme očekuje se 2019.

U međuvremenu, dok se ITER gradi, tehnologije se i dalje razvijaju. Tako su primjerice znanstvenici američkog laboratorija Sandia ovih dana objavili rad u časopisu Physical Review Letters prema kojem su uspjeli ostvariti značajan tehnološki skok koji bi uskoro trebao omogućiti da dobivena energija bude oko tisuću puta veća od uložene. U svakom slučaju jasno je da je razvoj ove tehnologije nužnost jer obnovljivi izvori energije, osim solarnih, teško mogu zadovoljiti potrebe čovječanstva, a također je nemoguće predvidjeti hoće li oni ikada biti dovoljno jeftini da se odreknemo fosilnih goriva.


Pregled tjedna bez spama i reklama

Prijavi se na naš newsletter i u svoj inbox primaj tjedni pregled najvažnijih vijesti!

Napiši ovdje što ti misliš o ovoj temi