Revolucionarni proces i takozvani sveti gral nuklearne fizike - nuklearna fuzija - ponovo je u centru pažnje celog sveta: tim naučnika uspeo je da spajanjem atoma u laboratoriji proizvede više energije nego što je utrošio.
Naravno, dobijena energija je prilično mala, dovoljna tek da zagreje vodu u jednom čajniku ili da fen radi 15 minuta. Ipak, ovo je prvi put posle skoro celog veka eksperimenata da je dobijena energija veća od one koja je upotrebljena za pokretanje jednog od najvećih lasera na svetu i daje nadu da ćemo uskoro imati novi izvor čiste energije, više nego neophodan u svetu zavisnom od fosilnih goriva i sa zabrinjavajućim klimatskim promenama.
CILJANJE LASEROM
Naučnici u američkom Nešenel ignišen fasilitiju (NIF), delu Nacionalne laboratorije Lorens Livermor u Kaliforniji, u eksperimentu izvedenom 5. decembra, a potvrđenom ove nedelje, uspeli su da dobiju 3,15 megadžula energije korišćenjem 2,05 megadžula za pokretanje lasera i procesa spajanja atoma. Kako se navodi, fuzija je izvedena tako što je mali zlatni cilindar, s kuglicom goriva - izotopima vodonika deuterijumom i tricijumom - bombardovan moćnim laserskim sistemom sa 192 laserska snopa. U tom procesu vrela plazma i rendgenski zraci pokreću imploziju u kojoj se dostiže temperatura od tri miliona stepeni Celzijusovih, što je 100 puta vrelije od površine sunca, a u kuglici s gorivom pokreće se fuzija i oslobađa energija.
- Preskakanje naučne i tehnološke prepreke znači da komercijalizacija fuzije nije udaljena pet ili šest decenija, već je mnogo bliža. Sa velikim trudom i investicijama, za par decenija istraživanja postojeće tehnologije moći ćemo da izgradimo elektranu. Ovo je paljenje jedne kapsule s gorivom u trenutku. Da bi fuziona energija postala komercijalna, moramo da zapalimo mnogo kapsula svakog minuta - rekla je Kimberli Budil, direktorka Lorensa Livermora, a prenosi Rojters.
TERMONUKLEARNE BOMBE
Nuklearna fuzija je godinama korišćenja u takozvanim termonuklearnim ili hidrogenskim bombama, ali za njeno pokretanje bila je potrebna nuklearna fisija, što dobijanje nije činilo čistim. Sistem NIF, u kome se upotrebljavaju laseri, nije opasan, i mnogi ga smatraju idealnim načinom stvaranja energije, i to pomoću vodonika, goriva kog ima mnogo u prirodi.
- Fuziona energija je dugo sveti gral u proizvodnji energije skoro pola veka. Dobijanje energije je zaista istorijski poduhvat, ali pred nama je još dug put dok fuzija ne postane koristan način dobijanja energije. Potrebno je mnogo vremena da sistemi potrebni za fuziju postanu efikasniji. Mnogo toga u fuzionoj slagalici naučnici su uspeli da reše poslednjih decenija. Uslove za fuziju je veoma teško održavati, a svaka sitna nesavršenost u kapsuli s gorivom bi mogla da smanji efikasnost. U svetu je u toku globalna trka vezana za fuziju, sa mnogo laboratorija koje je jure na različite načine. Ipak, rezultat NIF je prvi put dokazao da je san o fuziji moguće ostvariti - napisala je Karolin Kuranc, profesorka nuklearne fizije Univerziteta u Mičigenu, za Konverzejšen (The Conversation).
TOKAMAK
I drugi naučnici se slažu da je reč o velikom koraku napred, ali da komercijalna upotreba fuzione energije još nije blizu.
- Postignuti rezultat je veliki podsticaj za istraživače, koje dugo kritikuju da previše obećavaju, a malo toga uspevaju. Fuzija u sebi krije obećanje o mnogo energije bez upotrebe fosilnih goriva, kao i bez radioaktivne glavobolje kakvu izaziva stvaranje nuklearne energije fisijom. Ali teranje jona vodonika da se spoje u helijum i otpuste energiju zahteva temperature od miliona stepeni, što je teško i postići i održavati. Rezultat NIF pokazuje da je to moguće. Uprkos svemu, elektrane koje stvaraju energiju fuzijom još su samo san. Mnogi naučnici veruju da su tokamake, koje koriste mikrotalase i naelektrisane čestice da zagreju gorivo, a magnetno polje da je zarobe, bolje dizajnirane za komercijalnu upotrebu jer duže mogu da održe temperaturu, ali se naučnici nadaju da će sada laserska fuzija da im da veći kredibilitet - napisao je za Science.org Danijel Kleri, fizičar i naučni novinar.
PRIVATNE KOMPANIJE
Dok jedni smatraju da je tokamaka sistem bolji od laserskog, ima onih koji veruju da je budućnost u laserima, ali nove generacije.
- Dok je NIF trebalo više od decenije da postigne "paljenje" neophodno za fuziju, naučnici su za to vreme razvili nove lasere. Oni koriste elektronske uređaje nazvane diode da šalju energiju i veoma, veoma su efikasni. Prototip ovakvog lasera dokazano prati brzinom od 10 puta u sekundi, što je neophodno za fuziju. Ovi laseri još nisu dostigli veličinu potrebnu za proces, ali je tehnologija dokazana i Britanija je lider u ovim istraživanjima. Budućnost je možda u privatnim firmama jer mogu da rade mnogo brže od vlada, a i mnogo brže prihvataju nove ideje. U proučavanje fuzije u privatnom sektoru uloženo je oko dve milijarde dolara, što je sitnica naspram dva biliona dolara uloženih u proizvodnju nafte i gasa. Najnoviji rezultati pokazuju da nas zakoni fizike ne sprečavaju da dobijemo čistu energiju fuzijom, a problemi su tehnički i ekonomski - navode Džastin Vor i Đanluka Gregori, profesori fizike na Oksfordu, za Konverzejšen.
NE PROPUSTITE
PITANJA I ODGOVORI: DA LI JE MOGUĆA NUKLEARNA KATASTROFA
Šta je fuziona energija?
Fuzija se dešava kada se dva laka atoma, poput atoma vodonika, zagreju do temperature od 100 miliona stepeni Celzijusovih i onda spoje u jedan teži atom, oslobađajući pritom veliku količinu energije. Razlikuje se od fizije, u kojoj se teži atomi, poput atoma uranijuma, cepaju na manje atome, piše Rojters.
Šta su naučnici uspeli?
Korišćenjem napredne tehnologije, uključujući jedan od najvećih lasera na svetu, naučnici iz laboratorije Lorens Livermor fokusirali su snop na izotop vodonika manji od graška i pokrenuli fuzionu reakciju koja je u trenutku generisala više energije nego što je bilo potrebno za pokretanje lasera. Naučnici koji nisu uključeni u ovaj proces kažu da je ovo veliki napredak u istraživanjima koja traju decenijama, ali da nismo još ni blizu stvaranja energije potrebne za komercijalno korišćenje.
Da li fuzija stvara radioaktivni otpad kao i fisija?
Nuklearne elektrane koriste fisiju i stvaraju mnogo nestabilnog otpada, koji ostaje radioaktivan i milionima godina. Fuzija ne stvara radioaktivni nuklearni otpad kome treba toliko dugo da se raspadne. Fuziona reakcija stvara helijum, koji je plemeniti gas. Takođe stvara i koristi tricijum u zatvorenom kolu. Tricijum je radioaktivan, ali je vreme njegovog poluraspada kratko. Koristi se u veoma malim količinama, pa nije opasan, navodi Međunarodna agencija za atomsku energiju.
Da li tokom fuzije može doći do nuklearne katastrofe?
Ne, jer fuziona energija ne zasniva se na lančanim reakcijama, kao što je slučaj sa fisijom. Plazma se koristi na visokim temperaturama, ali je ograničena magnetnim poljem. Svaka promena u konfiguraciji samo spušta temperaturu plazme, tako da bi reaktor stao u roku od nekoliko sekundi i ne bi bilo nikakvih posledica. Zbog toga se fuzija smatra bezbednom, navodi Međunarodna agencija za atomsku energiju
Kakve vrste fuzione energije se razvijaju?
Privatne kompanije privukle su oko pet milijardi dolara od investitora, od pojedinaca do naftnih kompanija, navodi Asocijacija fuzione industrije. Osam kompanija koristi lasere za pokretanje procesa. Oko 15 kompanija pokušava da ih pokrene magnetima i plazmom, dok oko 10 kompanija koristi druge metode, uključujući tu i kombinaciju magneta i lasera, navodi Rojters.
Kurir.rs/ A. Ivanović
NE PROPUSTITE
