Krzysztof Kurdyła
ITER, czyli Międzynarodowy Eksperymentalny Reaktor Termonuklearny to eksperyment naukowy tak drogi, że trudno jednoznacznie określić ile już kosztował. Najpopularniejsze szacunki mówią o już zainwestowanych 20 mld i przewidywanym całkowitym koszcie sięgającym nawet 65 mld dolarów. W wakacje rozpoczną się ważne testy, mające umożliwić testowy rozruch tokamaka ITER począwszy od 2025 r. Testy nie będą miały jednak miejsca w gargantuicznym kompleksie w Cadarache pod Marsylią, ale w Wielkiej Brytanii, na fuzyjnym weteranie, tokamaku JET.
Przechodzony, ale po remoncie
JET, czyli Joint European Torus, to eksperymentalny tokamak powstały jeszcze w czasach Zimnej Wojny. Jego uruchomienie nastąpiło w 1983 r. i naukowcom udało się go doprowadzić do stanu, gdzie w 1997 r., przy użyciu trytu, jego współczynnik Q osiągnął 0,67 (wyprodukowano wtedy 16 MW przy wkładzie 24 MW). Od początku XXI w. rozpoczęto wprowadzanie zmian w jego konstrukcji, które mają umożliwić używanie go jako testera rozwiązań dla tokamaka ITER.
Naukowcy co prawda już od lat korzystają z zaawansowanych modeli komputerowych, ale procesy zachodzące w czasie fuzji są na tyle skomplikowane, że trudności w stworzeniu wiarygodnej symulacji mają nawet najmocniejsze superkomputery. Stąd uznano za konieczne przeprowadzenie prawdziwych testów na mniejszych tokamakach, pomimo bardzo wysokich kosztów takiego przedsięwzięcia.
Tryt kluczem do sukcesu
Działania które rozpoczną się w wakacje, mają na celu opracowanie optymalnej mieszkanki paliwowej dla ITER-a. Testowana będzie fuzja deuteru i trytu w proporcjach 50:50, a także czystego trytu. Naukowcy mają nadzieję zrozumieć jaki wpływ większa masa najcięższego z izotopów wodoru ma na zachowanie wytworzonej wewnątrz reaktora plazmy.
W trakcie prób zużytych zostanie mniej niż 60 g trytu, którego całkowite zasoby ziemskie szacuje się na.. 20 kg. To właśnie na przystosowanie tokamaka do długotrwałych testów z tym izotopem poświęcono ostatnie 2 lata. Dostosowywano sprzęt, budynki i procedury do działania w warunkach wysokiej radioaktywności. JET, mający kubaturę około 8 razy mniejszą niż ITER, został przebudowany z użyciem tych samych materiałów i zastosowaniem identycznych rozwiązań, jak we Francji.
A kiedy sam ITER?
Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z harmonogramem, co w przypadku tego projektu nie jest oczywiste, w 2025 r. powinny rozpocząć się testy ITER z reakcjami wodorowymi małej mocy. Po dekadzie tokamak rozpocznie pracę na mieszance deuteru i trytu. Jeśli reaktor osiągnie wystarczająco dodatni bilans energetyczny, pierwsze komercyjne elektrownie bazujące na tych rozwiązaniach pojawić by się mogły w okolicach 2050 r.
Czy to potrzebne?
Zarówno koszty, jak i kalendarz prac nad fuzją mogą przerażać, ale ewentualna nagroda warta jest ryzyka. Jeśli udałoby się stworzyć elektrownie tego typu, uzyskujące dodatni bilans energetyczny Q na poziomie 10, i to w bezpieczny i relatywnie czysty sposób, moglibyśmy definitywnie rozwiązać światowe problemy z produkcją brudnej energii.
Pozostaje pytanie, co zrobimy w czasie, gdy ta technologia nie jest gotowa. Moim zdaniem nie ma innego wyjścia, jak rozwijać elektrownie jądrowe i wspomagać się dodatkowo OZE. Tym bardziej że próby z fuzją mogą okazać się ślepym zaułkiem i ostatecznie z tych „sztucznych słońc” nic nie wyjdzie. Nie mniej, sam eksperyment warto obserwować, nawet jeśli nie umożliwi nam produkcji energii, z pewnością dostarczy sporej wiedzy na temat procesów zachodzących we wszechświecie.
Źródła: [1]
Zdjęcia: Jet – , CC BY-SA 3.0
