Rusza montaż potężnego reaktora fuzyjnego ITER

Uroczyste otwarcie budowy tokomaka ITER nastąpiło we wtorek 28 lipca br. w centrum Cadarache pod Marsylią. Jest to przedsięwzięcie naukowe, ale dzięki planowanym tam eksperymentom w przyszłości mają powstać bezpieczne, wydajne przemysłowo elektrownie o wielkich możliwościach generowania energii. Uroczystemu rozpoczęciu budowy ITER patronował prezydent Francji, Emmanuel Macron, który uczestniczył w wydarzeniu zdalnie, wraz z przedstawicielami licznych państw zaangażowanych w to przedsięwzięcie.

W projekt zaangażowane są finansowo i naukowo przede wszystkim: Unia Europejska, Japonia, Rosja, Stany Zjednoczone, Chiny (od 2003), Korea Południowa (od 2003) i Indie (od 2005). Swój wkład techniczny i badawczy mają również specjaliści z Polski (m.in. z Politechniki Łódzkiej). Ogółem swój udział, w różnej formie i zakresie, podtrzymuje 35 państw.

ITER nie będzie generował energii elektrycznej (wytworzona energia będzie rozpraszana w postaci ciepła) - to obiekt typowo doświadczalny, także o charakterze demonstratora technologii i potencjału naukowo-badawczego. Ma posłużyć do zbadania możliwości związanych z efektywnym użyciem kontrolowanej fuzji jądrowej na wielką skalę. Pierwsze elektrownie tego typu mają zacząć działać w 2040-2050 roku - wynika z przewidywań niektórych badaczy. Z kolei pierwsze eksperymenty w ITER mają się rozpocząć w 2025 roku.

Jaka jest podstawowa różnica w działaniu reaktora termojądrowego od klasycznej elektrowni jądrowej? Jak wyjaśnia dr Marcin Jakubowski z Instytutu Fizyki Plazmy im. Maxa Plancka w Greifswaldzie (Niemcy), z naukowego punktu widzenia różnica jest istotna: w elektrowni jądrowej energię uzyskuje się z rozpadu ciężkich izotopów radioaktywnych. W elektrowni termojądrowej natomiast będzie to proces zorientowany odwrotnie - na scalanie lekkich izotopów wodoru. "To prowadzi do dość istotnych różnic, dla zwykłego zjadacza chleba istotne są dwie: w reaktorze termojądrowym nigdy nie zajdzie niekontrolowana reakcja łańcuchowa, więc nie ma niebezpieczeństwa awarii takiej jak w Fukushimie czy Czarnobylu. Druga różnica to właśnie brak odpadów radioaktywnych, które trzeba przechowywać przez tysiące lat w bezpiecznym miejscu" - podkreśla naukowiec, który jest reprezentantem UE w International Tokamak Physics Activity - jednostki, które koordynuje eksperymenty fizyków przygotowujących podstawy naukowe dla ITER-a.

Reaktor ITER ma konstrukcję tokamaka - urządzenia, które pozwala na przeprowadzenie kontrolowanej reakcji termojądrowej. Takie reakcje zachodzą w naturze - są one (obok oddziaływania grawitacyjnego) głównym źródłem energii gwiazd. Według ekspertów budowa reaktora, w którym można będzie przeprowadzać podobne reakcje, pomoże rozwiązać problem produkcji czystej energii elektrycznej. W praktyce oznacza to, że w przyszłości przy pomocy tokamaków można będzie wytwarzać energię elektryczną bez obciążania środowiska.

"Planowane elektrownie termojądrowe nie będą urządzeniami badawczymi, nie będą potrzebowały drogich instrumentów do badania plazmy (dzięki niej możliwe jest diagnozowanie i kontrolowanie parametrów wyładowania - przyp. red), której potrzebuje ITER. Co do kosztów, to na dziś są wysokie, ale trzeba spojrzeć na inne źródła energii. Stosowane dziś dość powszechnie fotowoltaika i energetyka wiatrowa dwie dekady temu zdawały się kosztownym hobby najbogatszych państw. Dziś energia elektryczna uzyskana z OZE jest tańsza od tej produkowanej z węgla" - podkreśla dr Jakubowski.

Jak opowiada, pomysł na zbudowanie największego reaktora na świecie zrodził się w 1985 roku. Stało się to podczas spotkania prezydenta USA Ronalda Reagana z sekretarzem generalnym ZSRR - Michaiłem Gorbaczowem w Genewie.

"Wydawało się, że wspólny projekt pozwoli zbliżyć się obu potęgom. Historia potoczyła się tak jak się potoczyła, ZSRR przestało istnieć. Pomysł na ITER jednak przetrwał. Porozumienie w sprawie budowy tego urządzenia ostatecznie podpisano dopiero w 2006 roku, w między czasie do projektu dołączyły Japonia i Korea Płd., Chiny, Indie i Unia Europejska, która obecnie jest główną siłą napędową budowy tego eksperymentu" - zaznacza naukowiec.

Jakubowski podaje, że koszt ITER-u to około 22 mld EUR, z czego prawię połowę pokrywa Unia Europejska. "Wydaje się dużo, ale jest porównywalne z innymi projektami. Szacunki mówią, że koszt odkrycia bozonu Higgsa to mniej więcej 13 mld dolarów, które wydano na budowę i obsługę Wielkiego Zderzacza Hadronów w Genewie. Koszt budowy nowoczesnej elektrowni jądrowej to kilka miliardów euro" - wylicza.

Reaktor, które budowa właśnie się rozpoczęła, będzie potężny - komora, w której zachodzi wyładowanie ma mieć 840 m3, a jego masa docelowa to 23 tys. ton.

W projekt ITER zaangażowani są również naukowcy z Katedry Mikroelektroniki i Technik Informatycznych Politechniki Łódzkiej. Opracowują podsystemy oprzyrządowania i sterowania IC (Instrumentation and Control), zapewniające stabilne sterowanie tokamakiem, gwarantujące bezpieczeństwo pracy, diagnostykę plazmy oraz pozwalające na przeprowadzanie badań fizycznych.

Źródło: www.naukawpolsce.pap.pl