Rast potrošnje energije se povećavao tokom godina kako se energetska revolucija razvijala. Ovaj rast globalne potrošnje dovodi do potrebe za istraživanjem novih, efikasnijih i održivih energetskih opcija. U ovom kontekstu, nuklearna fuzija Predstavlja se kao alternativa sa ogromnim potencijalom za proizvodnju energije. Međutim, trenutno ne postoji na industrijskom nivou zbog velikih tehničkih izazova. Jedan od najnaprednijih pokušaja razvoja ove tehnologije je ITER projekat (International Thermonuclear Experimental Reactor), međunarodni program koji nastoji pokazati održivost nuklearne fuzije.
U ovom članku ćemo objasniti od čega se sastoji program ITER, koji je njegov glavni cilj i najnovije vijesti o njegovom razvoju.
Šta je ITER
El ITERS To je jedan od najvećih i najsloženijih naučnih projekata u svijetu. To je eksperimentalni nuklearni fuzijski reaktor koji nastoji replicirati procese koji se događaju u unutrašnjost Sunca i drugih zvijezda, gdje fuzija atoma vodika stvara energiju. U reaktoru kao što je ITER, reakcije fuzije se odvijaju u kontrolisanom okruženju, sa ekstremnim materijalima i temperaturama koje pokušavaju da imitiraju uslove solarnog jezgra, stvarajući značajnu količinu energije.
Nuklearna fuzija se obično sastoji od kombinovanja dva laka atoma deuterij y tritij, da se formira teži (helijum) i pri tom oslobađa velike količine energije. Ova energija je mnogo veća od one dobijene nuklearnom fisijom, što je proces koji se trenutno koristi u konvencionalnim nuklearnim postrojenjima. ITER koristi sistem magnetnog zatvaranja putem uređaja poznatog kao "tokamak". Ovaj reaktor je oblikovan kao toroid (krofna) i koristi snažne supravodljive magnete da koncentriše vruću plazmu potrebnu za fuzijske reakcije bez da dođe u kontakt sa zidovima reaktora.
Jedan od velikih tehnoloških izazova projekta ITER je postizanje temperature od oko 150 miliona stepeni Celzijusa, oko 10 puta veći od onih u jezgru Sunca. Cilj ITER-a je pokazati da nuklearna fuzija nije samo moguća, već može biti i komercijalno održiv izvor energije za budućnost.
Energija koja se može proizvesti nuklearnom fuzijom mogla bi biti praktično neiscrpno, budući da su glavna goriva, deuterijum i tricijum, relativno bogata. Deuterijum se može ekstrahovati iz morske vode, dok se tricijum može dobiti iz litijuma, materijala koji je takođe uobičajen na planeti.
ITER, Cadarache i Španija
ITER se ugrađuje Cadarache, na jugu Francuske, istraživački centar sa dugom istorijom nuklearnih studija. Od svog početka, ovaj gigantski projekat je imao saradnju 35 zemalja, uključujući Evropsku uniju, Sjedinjene Američke Države, Kinu, Indiju, Japan, Rusiju i Južnu Koreju.
Početni budžet za njegovu izgradnju bio je oko 5.000 miliona eura, iako bi ove brojke mogle znatno porasti kako projekat bude napredovao. Procjenjuje se da će izgradnja ITER-a trajati oko 10 godina, a njegov rad će se produžiti još najmanje 20 godina. Tokom ovog perioda, glavni cilj će biti pokazati da je moguće stvoriti a fuzijska elektrana velikih razmjera, sposoban da proizvede više energije nego što troši.
Španija također igra važnu ulogu u projektu ITER. Od 2007. godine sjedište Evropske agencije za fuziju nalazi se u Barceloni, gdje se većina napora koordinira između evropskih inženjera, naučnika i administratora uključenih u projekat. Španija aktivno učestvuje u istraživanju i razvoju naprednih materijala za reaktor, pored saradnje u dizajnu sistema daljinske manipulacije i napredne dijagnostike za praćenje i kontrolu rada tokamaka.
Prednosti nuklearne fuzije
Razvoj nuklearne fuzije ima nekoliko prednosti koje ga čine vrlo atraktivnom energetskom opcijom:
- Nulta emisija stakleničkih plinova: Za razliku od fosilnih goriva, fuzijske elektrane ne emituju ugljični dioksid ili zagađivače u atmosferu tokom rada.
- bezbjednost: Nuklearna fuzija ne predstavlja isti rizik kao nuklearna fisija. U slučaju kvara reaktora, reakcije bi prestale prirodno, bez katastrofalnih posljedica poput onih koje bi se mogle dogoditi u fisijskom postrojenju.
- Obilno gorivo: Kao što je spomenuto, deuterijum se može lako dobiti iz morske vode, a tricijum se može proizvesti iz litijuma, osiguravajući gotovo neograničenu količinu goriva.
- Manje stvaranje radioaktivnog otpada: Iako nuklearna fuzija proizvodi nešto otpada, on je mnogo manji i manje opasan od onog koji nastaje fisijom. Fuzijski otpad postaje neopasan u roku od nekoliko decenija, dok fisijski otpad može ostati radioaktivan hiljadama godina.
Najnovije vijesti i tehnološki napredak
ITER je posljednjih godina dostigao ključnu fazu. Godine 2012. od francuskih vlasti je dobijena njegova građevinska dozvola, a 2014. godine počeli su radovi na montaži ključnih dijelova i komponenti reaktora. Zalihe su raspoređene među zemljama učesnicama, u skladu sa njihovim doprinosima projektu.
Jedna od najvažnijih prekretnica u novijoj istoriji ITER-a bio je početak skupštine jezgro mašine u 2020. Ova montaža će trajati oko pet godina, a očekuje se da će prva plazma – faza u kojoj reaktor ulazi u rad – biti dobijena u godina 2025. Iako će ova prva plazma biti kratkog vijeka i njen glavni cilj će biti da pokaže da magneti rade ispravno, ona označava bitan korak u potvrđivanju koncepta fuzije velikih razmjera.
Jedan od glavnih izazova za rješavanje je upravljanje radioaktivnim plinom tritij, koji nastaje tokom reakcija fuzije. ITER istražuje metode za sigurnu kontrolu i ograničavanje ovog materijala.
Osim napretka u izgradnji reaktora, naučnici i istraživačke grupe širom svijeta rade na drugim ključnim aspektima kako bi osigurali uspjeh ITER-a. Oni se razvijaju bolje dijagnostičke i operativne procedure za kontrolu stabilnosti plazme, kao i nove materijale za unutrašnje zidove reaktora koji mogu izdržati ekstremne uslove nastale fuzijom.
Tehnička i komercijalna izvodljivost nuklearne fuzije ostat će pod procjenom u naredne dvije decenije, ali preliminarni rezultati obećavaju. Stručnjaci već vjeruju da bi ITER mogao biti prvi korak ka energetskoj budućnosti kojom dominira nuklearna fuzija, a neki predviđaju da će komercijalna proizvodnja energije Iz ovog izvora to će biti moguće oko 2050. godine.
ITER predstavlja najbolju nadu za energiju nuklearne fuzije kao dugoročno rješenje za energetske i ekološke izazove današnjeg svijeta.