Termonuklearna energija: stanje i izgledi

Članak govori o razlozima zbog kojih do sada kontrolirana termonuklearna fuzija nije našla industrijsku primjenu.

Kad su pedesetih godina prošlog stoljeća snažne eksplozije potresle Zemlju fuzijske bombečinilo se kao prije mirne uporabe nuklearna fuzija ostalo je vrlo malo: jedno ili dva desetljeća. Bilo je razloga za takav optimizam: prošlo je samo 10 godina od trenutka korištenja atomske bombe do stvaranja reaktora koji stvara električnu energiju.

Ali zadatak obuzdavanja nuklearne fuzije pokazalo se neobično složenim. Desetljeće je prolazilo jedno za drugim, a pristup neograničenim energetskim rezervama nikada nije dobiven. Za to vrijeme, čovječanstvo je spaljivanjem fosilnih resursa zagađivalo atmosferu emisijama i zagrijavalo je stakleničkim plinovima. Katastrofe u Černobilu i Fukušimi-1 oduzele su nuklearnu energiju.

Što nas je spriječilo da savladamo takav obećavajući i siguran proces fuzije, koji bi zauvijek mogao ukloniti problem opskrbe čovječanstva energijom?

U početku je bilo jasno da je za reakciju potrebno okupiti jezgre vodika tako čvrsto da nuklearne sile mogu formirati jezgro novog elementa - helija uz oslobađanje značajne količine energije. Ali vodikove jezgre se međusobno odbijaju električnim silama. Procjena temperature i pritiska pri kojima započinje kontrolirana termonuklearna reakcija pokazala je da nijedan materijal ne može odoljeti takvim temperaturama.

Iz istih je razloga odbijen čisti deuterij, izotop vodika. Nakon što su potrošili milijarde dolara i desetljeća vremena, znanstvenici su konačno mogli zapaliti termonuklearni plamen za vrlo kratko vrijeme. Ostaje naučiti kako dugo zadržavati plazmu fuzije. Trebalo je prijeći od računalnog modeliranja do konstrukcije pravog reaktora.

U ovoj fazi postalo je jasno da napori i resursi zasebne države neće biti dovoljni za izgradnju i rad pilot-pogona i pilot postrojenja. U okviru međunarodne suradnje odlučeno je provesti projekt eksperimentalnog termonuklearnog reaktora vrijednog više od 14 milijardi dolara.

No 1996. SAD su prekinule svoje sudjelovanje i, sukladno tome, financiranje projekta. Provedba je neko vrijeme išla na štetu Kanade, Japana i Europe, ali nikad se nije došlo do izgradnje reaktora.

Drugi projekt, također međunarodni, provodi se u Francuskoj. Dugotrajno zatvaranje plazme nastaje zbog posebnog oblika magnetskog polja - u obliku boce. Temelj ove metode postavili su sovjetski fizičari. prvo instalacija tipa "Tokamak" treba dati više energije na izlaz nego što se troši na paljenje i zadržavanje plazme.

Do 2012. trebala je biti završena instalacija reaktora, ali nema podataka o uspješnom radu. Možda je ekonomski preokret posljednjih godina prilagodio planove znanstvenika.

Poteškoće u postizanju kontrolirane fuzije izazvao mnoštvo nagađanja i lažnih izvještaja o tzv Reakcija "hladne" termonuklearne fuzije. Unatoč činjenici da još uvijek nisu pronađene fizičke sposobnosti ili zakoni, mnogi istraživači tvrde da postoji. Uostalom, ulozi su previsoki: od Nobelovih nagrada za znanstvenike do geopolitičke dominacije države, koja je svladala takvu tehnologiju i dobila pristup energetskom obilju.

Ali svaka je takva poruka pretjerana ili iskreno lažna. Ozbiljni znanstvenici odnose se na postojanje slične reakcije sa skepticizmom.

Stvarne mogućnosti savladavanja sinteze i početka industrijskog rada termonuklearnih reaktora potiskuju se u sredinu 21. stoljeća. Do tada će biti moguće odabrati potrebne materijale i razraditi njegov siguran rad. Budući da će takvi reaktori raditi s plazmom vrlo male gustoće, sigurnost fuzijske snage bit će mnogo veći od nuklearnih postrojenja.

Svako kršenje reakcijske zone odmah će „ugasiti“ termonuklearni plamen. No sigurnosne mjere ne treba zanemariti: kapacitet jedinice reaktora bit će toliko velik da nesreća čak i u krugovima za odvod topline može dovesti do žrtava i onečišćenja okoliša. Ostalo je samo malo: pričekajte 30-40 godina i pogledajte eru izobilja energije. Ako preživimo, naravno.