Ukończono największy na świecie reaktor fuzyjny – ale z drobnym zastrzeżeniem

Jak wynika z opublikowanych informacji, ukończono konstrukcję największego na świecie reaktora fuzyjnego. Instalacja ta, potencjalnie zdolna zrewolucjonizować rynek energii, jest jednak obiektem doświadczalnym – jej celem jest dopracowanie technologii. I właśnie to zajmie jeszcze „trochę”.

Reaktor ten zlokalizowany jest w Saint-Paul-lès-Durancem we Francji. Ostatnim etapem jego konstrukcji, który właśnie ukończono, była instalacja 19 ogromnych cewek. Będą one obsługiwać pracę toroidalnego pola magnetycznego, w którym plazma podlegać będzie reakcjom termojądrowym.

Magnesy generujące to pole są głównymi efektorami urządzenia zwanego tokamakiem. Jest to kolisty obiekt, we wnętrzu którego dzięki wspomnianego pola magnetycznego utrzymywana jest plazma. Plazma ta jest produktem reakcji termojądrowych deuteru i trytu – czyli izotopów wodoru stanowiących paliwo termojądrowe.

Schemat konstrukcji reaktora przedstawia się jak na zdjęciu poniżej:

Źródło: ITER

Reaktor fuzyjny – miejsce szczególne

Wnętrze tokamaku musi zapewnić plazmie bardzo szczególne warunki pracy. W celu katalizowania reakcji fuzji jądrowej materia ta bowiem musi nagrzewać się do temperatur rzędu, bagatela, 100 milionów °C. To w istocie sześciokrotność temperatury jądra słonecznego, wynoszącego 15 mln °C.

Jest ona jednak konieczna, bowiem w środku słońca proces fuzji jest wspomagany przez ciśnienie, które przewyższa to na powierzchni ziemi około 340 miliardów razy. Co prawda ciśnienie we wnętrzu reaktora termojądrowego także nie jest pokojowe, jednak w oczywisty sposób osiągnięcie wartości choćby zbliżonych do warunków wewnątrz gwiazdy jest niemożliwe.

Czy też, dokładniej, jest niemożliwe bez zniszczenia wszystkiego dookoła. Ten dylemat zresztą jest fundamentalnym wyzwaniem stojącym przez konstruktorami reaktorów fuzyjnych również ze względu na temperaturę oraz trudny do kontrolowania sposób uwalniania olbrzymich ilości energii.

Długi marsz do celu

Reaktor o którym mowa, a którego celem jest przezwyciężenie tych trudności, budowany jest w ramach International Fusion Energy Project (ITER). Jest to projekt (bardzo) międzynarodowy – skupia on wysiłki 35 państw. W tej liczbie są wszystkie kraje Unii Europejskiej, USA, Wielka Brytania, Indie, Chiny, Japonia, Korea, a choćby (mimo sankcji) Rosja.

Taka liczba zainteresowanych czynić może znośniejszym koszt przedsięwzięcia, równie obfity, co ilości energii uwalnianej w toku fuzji jądrowej. Reaktor fuzyjny o którym mowa, kosztował bowiem dotąd drobne 28 miliardów dolarów. Już teraz przewiduje się, iż dodatkowe, nieprzewidziane koszty techniczne pochłoną dodatkowe 15 miliardów dolarów. I na tym, przypuszczalnie, nie koniec. Technologia fuzji termojądrowej – czyli zwłaszcza kontrolowania jej przebiegu – wciąż jest daleka od sprawnej.

A dokładniej, wciąż wyzwaniem jest doprowadzenie do takiego przebiegu tego procesu, aby zysk energetyczny przewyższył energię, którą trzeba włożyć w celu jej kontrolowania. I to mimo niedawnych, i bardzo znaczących, postępów technologicznych w tym zakresie. Pierwotnie planowano uruchomienie obiektu w 2020 roku. w tej chwili natomiast jako „realny” termin wymienia się najwcześniej rok 2039.