To nowy rekord energetyczny z syntezy jądrowej. Brali w nim udział Polacy
Ogłoszone wyniki świadczą o olbrzymim potencjale reakcji syntezy jądrowej w dostarczaniu bezpiecznej i zrównoważonej energii niskoemisyjnej. To przełomowe osiągnięcie naukowców i inżynierów w dziedzinie fuzji na największym na świecie tokamaku Joint European Torus (JET).
Naukowcy z konsorcjum EUROfusion – 4800 ekspertów, studentów i pracowników z całej Europy współfinansowanych przez Komisję Europejską, w tym także polscy naukowcy z Instytutu Fizyki Plazmy i Laserowej Mikrosyntezy w Warszawie – wykorzystując potencjał tokamaka JET (Joint European Torus), uzyskali rekordowe 59 megadżuli trwałej energii z syntezy jądrowej.
Osiągnięcie to, przy wykorzystaniu JET – największego eksperymentalnego tokamaka na świecie, mieszczącego się w Culham koło Oksfordu – ponad dwukrotnie przewyższa poprzedni rekord energii z syntezy jądrowej z 1997 r. wynoszący 21,7 megadżuli. Uzyskano je w trakcie kampanii eksperymentalnej konsorcjum EUROfusion, mającej na celu weryfikację 20 lat postępów w dziedzinie badań syntezy jądrowej oraz optymalne przygotowanie do rozpoczęcia międzynarodowego projektu ITER.
Powyższy rekord energetyczny i uzyskane dane z najważniejszych eksperymentów w JET są ważnym impulsem dla ITER-a, większej i bardziej zaawansowanej wersji tokamaka JET. ITER to reaktor eksperymentalny zlokalizowany na południu Francji, który jest elementem projektu badawczego poświęconego badaniom nad syntezą jądrową. Powstał we współpracy między Chinami, Unią Europejską, Indiami, Japonią, Koreą Południową, Rosją i Stanami Zjednoczonymi. Ma na celu zademonstrowanie naukowych i technologicznych możliwości energii termojądrowej.
W dobie narastającej presji na przeciwdziałanie skutkom zmian klimatycznych i redukcję wytwarzania CO2, sukces ten jest ważnym krokiem do uzyskania oręża w walce z globalnym kryzysem energetycznym. Synteza jądrowa jest bowiem bezpiecznym, wydajnym i niskoemisyjnym źródłem energii.
– Stabilne wyładowanie deuteru z trytem na tym poziomie energetycznym, prawie na skalę przemysłową, potwierdza sens działania wszystkich zaangażowanych w fuzję na świecie. W przypadku projektu ITER wyniki JET pozwalają nam zakładać, że jesteśmy na dobrej drodze do zademonstrowania mocy syntezy jądrowej – powiedział
Bernard Bigot, dyrektor ITER.
– Przedstawione osiągnięcie jest ogromnym krokiem w kierunku opanowania energii z reakcji syntezy jądrowej. Jest to zwieńczenie wielkiej pracy i wysiłku naukowców z Europy, w tym z Polski i Instytutu Fizyki Plazmy i Laserowej Mikrosyntezy. Bardzo się cieszę, że jesteśmy częścią tego sukcesu i bierzemy udział w tak znaczących badaniach. Energia termojądrowa jest przyszłością, a jak wiadomo świat potrzebuje czystej, niskoemisyjnej i nieograniczonej energii – dodała Monika Kubkowska, członek Rady Zarządzającej konsorcjum EUROfusion, zastępca dyrektora ds. naukowych, IFPiLM.
Potencjał energii z fuzji
Fuzja – proces, który zasila gwiazdy, takie jak Słońce, obiecuje na dłuższą metę niemal nieograniczone źródło czystej energii elektrycznej z wykorzystaniem niewielkiej ilości paliwa, które można pozyskiwać na całym świecie z niedrogich materiałów. Proces fuzji łączy w wysokich temperaturach atomy lekkich pierwiastków, takich jak wodór, z których powstaje hel i uwalnia się ogromna energia w postaci ciepła. Fuzja jest z natury bezpieczna, ponieważ nie może rozpocząć procesu, którego nie da się kontrolować.
MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE
Rynek
W Polsce ma powstać sześć reaktorów jądrowych
Polski rząd planuje wybudować sześć reaktorów jądrowych o łącznej mocy od 6 do 9 GW, które mają uniezależnić polską energetykę od paliw kopalnych, przyczynić się do redukcji emisji gazów cieplarnianych i zapewnić naszemu państwu niezależność energetyczną. Zgodnie z założeniami programu polskiej energetyki jądrowej do końca przyszłego dziesięciolecia uruchomione zostaną dwa reaktory.
Wyjątkowe znaczenie JET
JET, czyli urządzenie, w którym osiągalna temperatura jest 10 razy wyższa niż wewnątrz Słońca, stanowi niezbędny poligon doświadczalny dla ITER-a, jednego z największych wspólnych projektów naukowych w historii. W tokamaku JET można osiągnąć warunki podobne do tych panujących w urządzeniu ITER i przyszłych elektrowniach termojądrowych. Jest to jedyny działający tokamak na świecie, który może wykorzystywać tę samą mieszankę paliwową deuteru i trytu (D-T), jaka została zaplanowana dla tych urządzeń.
JET powstał i działa w Culham w Wielkiej Brytanii jako wspólne przedsięwzięcie Wspólnoty Europejskiej od 1977 r. Od 2000 r. obiekt obsługiwany jest przez UKAEA. 80% kosztów eksploatacji JET od 1977 do końca 2021 r. pokrywał program badawczo-szkoleniowy EURATOM (Euratom Research and Training Programme).
Szczegółowo: energia kontra moc
Rekordowe reakcje syntezy jądrowej na tokamaku JET uwolniły łącznie 59 megadżuli energii w postaci ciepła podczas pięciosekundowego wyładowania plazmy. W przeliczeniu na energię, na sekundę lub moc JET utrzymał moc wyjściową nieco ponad 11 megawatów ciepła uśrednioną w ciągu pięciu sekund.
Poprzedni rekord energetyczny z 1997 r. wynosił 22 megadżule energii całkowitej, przy 4,4 megawata mocy uśrednionej w ciągu pięciu sekund. Nauka tworzenia i kontrolowania plazmy wysokoenergetycznej jest niezbędna do realizacji fuzji jako źródła energii.
Źródło: Instytut Fizyki Plazmy i Laserowej Mikrosyntezy
