(Prawie) nieograniczone źródło energii – ITER plazma z fuzji zostanie zawieszona w próżni

(Prawie) nieograniczone źródło energii – ITER plazma z fuzji zostanie zawieszona w próżni

Reaktor termonuklearny ITER ma od 2035 roku stać się Słońcem na Ziemi. W wyniku fuzji jąder wodoru może być niemal niewyczerpanym źródłem energii. Próżnia jest niezbędna do wyzwolenia i kontroli fuzji jądrowej.
ITER-fusion-energy-1.jpg

Podczas połączenia atomów wodoru w atom helu uwalniane są ogromne ilości energii. W procesie tym nie są wytwarzane gazy cieplarniane ani trwale radioaktywne odpady nuklearne. Rozszczepienie jądra atomowego powoduje wytworzenie minimalnej radioaktywności w niektórych metalowych elementach układu, łatwej do kontroli za pomocą środków technicznych.

Rozwiązanie jednego z problemów ludzkości?

Pomyślne wykorzystanie tego źródła energii może za jednym zamachem rozwiązać jeden z najpilniejszych problemów, przed którymi stoi ludzkość. Dlatego w projekcie uczestniczą reprezentanci dużej części ludzkości. W ramach rzadko spotykanej globalnej współpracy siły połączyły: Unia Europejska, Szwajcaria, Stany Zjednoczone, Chiny, Korea Południowa, Japonia, Rosja i Indie. W epoce, która dziś wydaje się odległa, projekt zainicjowali prezydenci Michaił Gorbaczow i Ronald Reagan. Jako bazę projektu ITER (co w języku łacińskim oznacza „drogę") wybrano centrum badawcze Cadarache w południowej Francji.

Fuzja zapewnia energię Słońcu. Na Ziemi reakcja ta zachodzi w temperaturze jeszcze wyższej niż w rdzeniu centralnej gwiazdy naszego układu planetarnego: 15 milionów stopni Celsjusza. Takich temperatur nie jest w stanie wytrzymać żaden ziemski materiał. Dlatego materiał fuzyjny – plazma wodorowo-helowa – jest zawieszony w niezwykle silnym polu magnetycznym. Reakcja zachodzi w komorze próżniowej. Po ukończeniu będzie ona największym obiektem tego rodzaju na świecie. Składa się z dziewięciu segmentów ważących 500 ton.

Testowanie szczelności segmentów komory

Przed zmontowaniem segmenty będą sprawdzane pod kątem szczelności. Ta operacja również jest wykonywana w próżni. Firma Busch dostarczyła na testy dwie pompy próżniowe. W przyszłości w celu usunięcia powietrza z całej komory próżniowej wymaganych będzie wiele bardzo wydajnych generatorów próżni. Ukończenie reaktora zaplanowano na rok 2025, po czym rozpoczną się uruchomienia próbne. Zgodnie z planami etap samoczynnie podtrzymującej się reakcji fuzji ma zostać osiągnięty w 2035 roku.

Źródłem potężnego pola magnetycznego, w którym będzie zawieszona gorąca plazma, mają być cewki nadprzewodzące. Muszą być one schłodzone do temperatury o kilka stopni przekraczającej zero bezwzględne. W celu utrzymania tej skrajnej temperatury są one umieszczone w kriostacie – izolowanej komorze próżniowej o średnicy 29 metrów.

Podczas połączenia dwóch jąder atomów wodoru wydzielane są ogromne ilości energii. Dzieje się tak, ponieważ masa jąder wyjściowych jest znacznie niższa od masy utworzonego jądra. Dzięki równaniu Einsteina – E=mc2 – wiemy, że energia i masa są w istocie tym samym. Redukcja masy występująca w reakcji fuzji odpowiada uwolnionej energii.

Na Ziemi takie reakcje najlepiej osiągnąć przy użyciu izotopów wodoru – deuteru i trytu. W wyniku ich fuzji powstaje jądro helu i uwalniany jest neutron. Jeden gram paliwa może zapewnić 90 000 kilowatogodzin energii. Odpowiada ona energii wytwarzanej podczas spalania jedenastu ton węgla. Niemal niewyczerpanym źródłem deuteru jest woda morska. Tryt można wytwarzać z równie powszechnie występującego litu.


Subskrybuj biuletyn „World of Vacuum"!
Subskrybuj teraz, aby otrzymywać najnowsze ciekawe wiadomości z branży urządzeń próżniowych.

SUBSKRYBUJ