Ogrevanje

Reaktor za jedrsko fuzijo

Univerze in večja podjetja se bojijo trženja reaktorja za jedrsko fuzijo


Še vedno prevladuje raba fosilnih goriv, menijo številni strokovnjaki programa EVRO fusion. Pri tem je še opozoril na vprašanje rabe fosilnih goriv, ki so še vedno vir več kot 80 odstotkov vse svetovne energije. Čeprav se delež čistih in obnovljivih virov viša, se v državah, kot sta Indija in Kitajska, veča tudi uporaba fosilnih goriv in je zato njihov delež pri svetovni proizvodnji energije približno enak kot pred 25 leti. Zato je potreben čist vir praktično neskončne energije.

Prevladuje prepričanje, da je najbolj varna fuzijska energija. Fuzijo dveh vodikovih izotopov, devterija in tritija, ustvarita veliko več energije z jedrsko fuzijo. Kot prednost fuzijske energije je navedel varnost. V fuzijskem reaktorju namreč zaradi narave procesa ni možnosti katastrofalne nesreče kot pri jedrskih reaktorjih, ki jih trenutno poznamo.

Žal je to iskanje že skoraj tako dolgo kot sanje. Energija jedrske fuzije deluje že več kot 30 let ... in vedno bo. Toda zdaj, več kot 80 let po tem, ko je avstralski fizik Mark Oliphant prvič opazil atome devterija, ki se zlivajo in sproščajo kapljice energije, bo morda končno čas za posodobitev linije udarov.

V zadnjih nekaj letih je več kot dva ducata raziskovalnih skupin, impresivno osebje in dobro financirani zagoni, univerzitetni programi in korporativni projekti doseglo viden napredek pri nadzorovani jedrski fuziji. Zgradili so fuzijske reaktorje na osnovi radikalno različnih zasnov, ki izzivajo dva glavna pristopa, ki uporabljata ogromno magnetno posodo v obliki krofov, imenovano Tokamak, ali izjemno močne laserje.

Poleg tega nekatere od teh skupin napovedujejo pomembne mejnike fuzije v naslednjih letih, vključno z doseganjem točke ločitve, ko proizvedena energija preseže energijo, porabljeno za sprožitev reakcije. To je kmalu postalo šokantno, če upoštevamo, da glavni projekti, ki sledijo običajnim pristopom na tokamaku in na laserju, delajo že desetletja in porabljajo milijarde dolarjev, ne da bi dosegli razbitje.

Je to neracionalna pretiranost? Mogoče. Raziskava fuzije je med najdražjimi podvigi, odvisno od visokega priliva gotovine samo za plačilo računov za elektriko v laboratoriju. Pri iskanju finančnih sredstev je skušnjava, da pretiravamo s prihodnjimi dosežki, močna. In pretekla pričakovanja o bližajočih se prebojih so že večkrat spodletela. Zdaj se je vse spremenilo, da napredek pri hitrem računalništvu, znanosti o materialih ter modeliranju in simulacijah pomaga pri odpravljanju nekdaj nepremišljenih tehničnih ovir in na to pritekajo znatne količine denarja.

Nekateri novi fuzijski projekti postavljajo najnovejšo generacijo superračunalnikov, da bodo bolje razumeli in prilagodili obnašanje plazme ultra visoke temperature, v kateri se vodikova jedra zlijejo v tvorbo helija. Drugi so ponovno odprli obetavne preiskovalne poti, ki so jih odložili pred desetletji. Spet drugi izkoriščajo nove superprevodnike ali hibridne glavne zasnove.

Kljub uporabi močnih orodij in ustvarjalnim pristopom pa mnogi od teh novih podvigov ne bodo uspeli. Če pa uspe le enemu zgraditi reaktor, ki bo gospodarno proizvajal električno energijo, bi lahko temeljito spremenil potek človeške civilizacije. Pri fuzijski reakciji lahko en sam gram izotopov vodika, ki se najpogosteje uporabljajo, teoretično da enako energijo kot 11 m3 ton premoga, helij pa je edini trajni stranski proizvod.

Ko se podnebne spremembe pospešujejo in povpraševanje po električni energiji narašča, jedrska fuzija obljublja vir električne energije z nizko stopnjo ogljika, ki je relativno čist in ne predstavlja nevarnosti porušitvi podnebnih sprememb. Ta mučna možnost že desetletja ohranja fuzijske sanje žive. Bi lahko enemu od teh grozljivih začetnih upov končno uspelo, da bi fuzija postala resničnost?

Reaktor za jedrsko fuzijo-
Reaktor za jedrsko fuzijo-

Slika 1 - General Fusion, kjer fuzijski vrtinec, ki je splošni magnezijev ciljni Fusio reaktor vbrizga v plazme krogle, napolnjeno z vrtinčenjem staljenega svinca in litija.

Velika ideja

Zmogljiva elektromagnetna polja omejujejo in segrejejo plazmo v reaktorju v obliki krofov, imenovanem tokamak, rusko kratico za "toroidno komoro z osnim magnetnim poljem." Od šestdesetih let prejšnjega stoletja je bilo zgrajenih več kot 200 funkcionalnih tokamakov, osnove fizike plazme pa so dobro uveljavljene.

Preverjanje resničnosti

Znanstveniki so daleč od doseganja samo uničevalne reakcije in preprečevanja, da bi aktiviranje nevtronov uničilo stene reaktorja.

Ponovno zanimanje vlade ZDA deloma izvira iz zaznane potrebe po tem, da je sledila Kitajski, ki je pred triletnim moratorijem znova zagnala svoj program fuzijske energije. Kitajska vlada letos načrtuje, da bo v provinci Sečuan vklopila nov fuzijski reaktor. Medtem kitajska energetska družba ENN Energy Holdings vlaga v raziskovalne programe v tujini in s pomočjo vrhunskih ameriških znanstvenikov gradi dvojnik kompaktnega reaktorja Princeton Fusion Systems v osrednji Kitajski.

Ne tako dolgo nazaj so bili obeti za fuzijsko moč precej nejasni, dva največja projekta sta bila na videz zastala. Leta 2016 je ameriško ministrstvo za energetiko priznalo, da njegov Nacionalni zažigalni sklad (NIF) v višini 3,5 milijarde ameriških dolarjev ni dosegel svojega cilja uporabe laserjev za "vžig" samo uničevanja fuzijske reakcije. Poročilo DOE predlaga [PDF], naj se raziskave NIF preusmerijo od preiskave vžiga z laserskim vžigom na določitev, ali je tak vžig sploh mogoč.

"Zdaj, ko se zdi, da bo Kitajska povzela vsako idejo, ki je ZDA ni uspelo financirati," pravi Matthew J. Moynihan, jedrski inženir in svetovalec za fuzijo investitorjem, "sedaj služi kot bujenje za ameriško vlado."

Strokovnjaki obljubljajo, jedrska elektrarna, zasnovana z "veliko mero varnosti", ki presega "vse možne grožnje" in jedrske reaktorje naredi nepremagljive za cunami in "druge naravne nesreče." Jedrski procesi v objektu izpolnjujejo zahteve Mednarodne agencije za jedrsko energijo in ne predstavljajo nevarnosti za okolje.

I.K.



Strokovna knjiga ogrevanje

Knjiga Ogrevanje


Knjiga »Ogrevanje – vse za ogrevalno tehniko«, ki jo smo jo izdali meseca julija 2013, ne zagotavlja samo znanja o tehniki, zamenjuje tudi številne in že do zdaj uveljavljena mnenja strokovnjakov. Moja želja je , da se s pomočjo kakovostne strokovne knjige, kateri bodo sledile še knjige, kjer bodo opisani sodobni načini o prezračevanju, kakovostni gradnji objektov kot je ničelna energijska hiša ter izvajanje vodovodnih instalacij.

Naročite svoj izvod knjige Ogrevanje