Rusza montaż potężnego reaktora fuzyjnego ITER

29 lipca 2020, 14:14
tokamak-full
Fot. ITER [iter.org]

W centrum badawczym Cadarache na południu Francji (nieopodal Marsylii) rozpoczął się właściwy montaż wielkiego badawczego reaktora termojądrowego, który ma umożliwić m.in. podtrzymanie reakcji fuzyjnej w znacznie dłuższym czasie niż dotychczas znane generatory (tokamaki). To efekt międzynarodowego przedsięwzięcia, często porównywanego w swej skali i rozmachu z budową Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS). Przyszły eksperymentalny reaktor programu ITER ma zapewnić przebieg fuzji przez nawet kilkanaście minut (czyli wielokrotnie dłużej niż dotychczasowy szczyt możliwości, rzędu sekund).

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.

image
Tokamak KSTAR w Korei Południowej. Fot. Wikimedia Commons/Michel Maccagnan [CC BY-SA 3.0]

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

Space24
Space24
KomentarzeLiczba komentarzy: 10
C.I.A.
czwartek, 30 lipca 2020, 13:10

Wydaje mi sie, ze akurat ta technologia jest slepa uliczka, a to dlatego, ze otrzymanie plazmy w wystarczajacej temperaturze tz. w milionach stopni Celcjusza przy ziemskiej grawitacji 1G jest po prostu niemozliwe. Lepiej gdyby wydano te miliardy na opracowanie technologi reaktora opartego o hel 3 albo na opracowaniu otrzymywania energi z soli itp., anizeli gonienie za mzonkami !!!

BaronB
piątek, 31 lipca 2020, 12:18

Tysiące najwybitniejszych naukowców, największe i najbardziej renomowane instytuty naukowe i badawcze wspólnie opracowały ten projekt. Ale co tam, pojawia się internetowy znawca i pisze, że to ślepa uliczka i mrzonki i daje tym naukowcom rady, że lepiej byłoby to czy tamto. Zgłoś się jeszcze do ośrodków badawczych zajmujących się opracowywaniem terapii na nowotwory, pewnie dla nich też masz jakieś "wybitne" rady hahaha

Drzewo
środa, 29 lipca 2020, 20:45

Gwoli uzupełnienia: czynny udział w pracach nad fuzją biorą również naukowcy z Instytutu Fizyki Plazmy i Laserowej Mikrosyntezy, Narodowego Centrum Badań Jądrowych oraz Uniwersytetu Opolskiego.

AB
środa, 29 lipca 2020, 19:28

"Dziś energia elektryczna uzyskana z OZE jest tańsza od tej produkowanej z węgla" - A po odliczeniu dotacji, rożnych preferencji i uwzględnieniu zasadniczej niestabilności OZE?

RomanAdwokat
piątek, 31 lipca 2020, 13:48

Niedługo koszty z OZE będą jeszcze niższe, rozwój technologii jest bardzo szybki, wiele krajów wprowadza dofinansowanie do zakupu przez osoby prywatne.

AB
sobota, 1 sierpnia 2020, 16:01

W jednym zdaniu piszesz, że koszty będą jeszcze niższe, a zaraz po przecinku wspominasz o dofinansowaniu. Skoro potrzebne jest dofinansowanie, to sugeruje, że koszty OZE wcale nie są niskie aby oczywiście w niedalekiej przyszłości za parę lat, albo albo dekad, były jeszcze niższe. Poza tym skoro postęp jest taks szybki to po co finansować z kieszeni podatnika rozwiązania, które jak sam twierdzisz, będą za drogie?

Kolega
czwartek, 30 lipca 2020, 02:08

A po odliczeniu kosztów budowy kopalń , szkód górniczych- całe miasta na Śląsku są zdewastowane, kosztów zamknięcia kopalń. Doatacji co roku państwa do kopalń, wcześniejszych emerytur dla górników, odpraw, dewastacji środowiska, kosztów zgonów i kalectw, finansowania leczenia górników jako najbardziej schorowanej grupy społecznej co niesamowicie obciąża NFZ, Transportu węgla ?zatrucia środowiska i wszystkich chórób już populacyjnych dotykających chyba wszystkich. Budowa i utylizacja elektrowni tez tania nie jest To jak z tymi wyliczeniami?

AB
czwartek, 30 lipca 2020, 14:34

Na razie to do OZE są wciskane wszelkie możliwe ulgi, odliczenia, podatki węglowe i inne cuda wianki. Gdyby z węglem było aż tak tragicznie, jak sugerujesz to chyba nie było by potrzebne.

czwartek, 30 lipca 2020, 12:22

Mimo wszystko to elektrownie węglowe dofinansowują oze a nie odwrotnie. Dodatkowo muszą zapewnić rezerwę mocy dla niestabilnych oze. To powoduje, że muszą pracować poza optymalymi warunkami pracy, z niższą sprawnością (gotowe w każdej chwili przejąć wyższe obciążenie) - trując jeszcze bardziej - i płacąc wyższe kary...

krys
czwartek, 30 lipca 2020, 00:42

... to droższa...

Tweets Space24