Fuzja nuklearna ma być według wielu specjalistów przyszłością energetyki. Tania i czysta energia z fuzji lekkich pierwiastków ma podobno sprawić, że uniezależnimy się od węgla, gazu, plutonu i kaprysów pogody. Jednak zanim nastąpi ta złota era ludzkości, musimy nauczyć się podtrzymywać fuzję jądrową, na tyle długo, żeby oddała więcej energii niż potrzebne było do jej zainicjowania. I chociaż Słońcu udaje się to od przeszło 4,5 mld lat, to my potrzebujemy urządzeń o bardziej kompaktowych wymiarach. No i niestety obecnie potrafimy to robić zaledwie przez kilka sekund, a to zdecydowanie za mało, żeby było opłacalne.

We Francji trwa obecnie budowa reaktora ITER – eksperymentalnego tokamaka, mającego podtrzymywać reakcję fuzji termojądrowej przez ponad 16 minut i wytwarzającego przeszło 500 MW energii cieplnej. Urządzenie kosztować będzie co najmniej 14 mld dolarów. Jego budowa zostanie zakończona w 2019 roku, a rok później rozpoczną się pierwsze eksperymenty. Tymczasem w Niemczech, po cichutku, z budżetem „zaledwie” 1 mld euro, oddano do użytku największy na świecie stellarator Wendelstein 7-X (W7-X). Urządzenie, zbudowane rok temu, przeszło pomyślnie wszystkie testy i w najbliższych dniach rozpocznie swoją służbę nauce.

Tokamaki i stellaratory to bardzo podobne urządzenia. W obu przypadkach mamy do czynienia z toroidalną komorą, po której krąży utrzymywana w polu magetycznym plazma. W stellaratorze torus komory jest nieco spłaszczony i zwinięty w kilkukrotną wstęgę Möbiusa. Z jednej strony komplikuje to budowę urządzenia, wymuszając skomplikowane kształty nadprzewodzących magnesów, z drugiej zaś w stellaratorze nie trzeba, jak w tokamaku, stabilizować plazmy przepuszczając przez nią prąd.

W7-X to urządzenie o średnicy niemal 16 metrów, zawierające 70 nadprzewodnikowych elektromagnesów (w tym 50 o zaprojektowanym komputerowo nietypowym kształcie) ważących razem 425 ton i pracujących w temperaturze bliskiej zera bezwzględnego. To właśnie te magnesy omal nie zatrzymały trwającej 19 lat budowy. W 2003 roku okazało się, że 1/3 dostarczonych magnesów nie spełnia norm i nadaje się tylko do wymiany. Niedługo później, jeden z dostawców elektromagnesów zbankrutował. Trzeba jednak uczciwie przyznać, że w międzyczasie projekt napotkał też inny poważny problem – nowe obliczenia pokazały, że siły działające na reaktor będą większe niż początkowo sądzono i może się on dosłownie rozsypać. Na szczęście udało się zarówno wyprodukować odpowiednie magnesy, jak i wzmocnić kluczowe elementy konstrukcji i po prawie 20 latach Wendelstein 7-X jest gotowy do pracy. Według wyliczeń, powinien on być w stanie przeprowadzać reakcję fuzji atomowej nawet do pół godziny, czyli niemal dwa razy dłużej niż ITER.

Czekamy więc na tanią i czystą energię.

[źródło i grafika: businessinsider.com]

Kolejny artykuł znajdziesz poniżej