Naukowcom pracującym przy tokamaku JET udało się uzyskać rekordową dawkę energii z niemal niezauważalnej ilości paliwa. Eksperyment, przy którym pracowali również polscy badacze to ważny krok w pracach, które mogą doprowadzić do energetycznej rewolucji stulecia.
Rekord padł podczas ostatniej kampanii eksperymentalnej na zlokalizowanym w Wielkiej Brytanii tokamaku Joint European Torus (JET). Wynik ten to świetne podsumowanie 40 lat pracy niezwykłego, jednego z największych i najpotężniejszych urządzeń termojądrowych na świecie.
Tyle energii z fuzji nie uzyskano nigdy dotąd. Te liczby robią wrażenie
W czwartek naukowcy zrzeszeni w konsorcjum EUROfusion poinformowali o niezwykłym sukcesie. Podczas wyładowania w tokamaku JET udało im się uzyskać wysoką moc termojądrową, utrzymującą się przez 5 sekund, z paliwa deuterowo-trytowego. Jak zmierzono, fizykom udało się uzyskać 69 megadżuli energii przy zużyciu zaledwie 0,2 miligrama paliwa – wyjaśniają badacze z Instytutu Fizyki Plazmy i Laserowej Mikrosyntezy w Warszawie (IFPiLM). Zrzeszeni w ramach EUROfusion polscy naukowcy od lat odgrywali ważną rolę w badaniach przy JET.
Nowy wynik poprawia więc znacznie wcześniej osiągane na tokamakach wartości. W poprzednim rekordowym wyładowaniu z grudnia 2021 roku (również na JET) badaczom udało się wyprodukować 59 megadżuli energii, co odpowiada 12 megawatom mocy w przeliczeniu na sekundę. Wtedy jednak wykorzystano jeszcze mniej paliwa – 0,1 miligrama trytu i 0,07 miligrama deuteru.
Jak piszą badacze z IFPiLM, nowy rekord to wybitne osiągnięcie, które stanowi kamień milowy w dziedzinie nauki i inżynierii termojądrowej. To największa ilość energii, jaką kiedykolwiek udało się w ramach eksperymentów z fuzją termojądrową na Ziemi i zwieńczenie 40 lat pracy tokamaku JET, który odegrał kluczową rolę w przyspieszeniu prac nad tego typu źródłem energii.
W grudniu 2023 roku przy udziale polskich fizyków z warszawskiego instytutu zakończono bowiem ostatnią już kampanię eksperymentalną przy JET. Mieliśmy wtedy okazję porozmawiać z dwiema naukowczyniami z IFPiLM – dr hab. Agatą Chomiczewsk oraz dr inż. Natalią Wendler – które prosto z Culham w Wielkiej Brytanii (niedaleko Oksfordu) opowiedziały nam, jak działa fuzja jądrowa i dlaczego badania nad nią są tak istotne.
Nasza determinacja i międzynarodowa współpraca przyniosły wyjątkowe rezultaty, które stanowią kamień milowy w badaniach nad energią termojądrową. Ten sukces nie tylko potwierdza możliwość kontrolowania plazmy w tokamakach, ale również stanowi kluczowy krok w kierunku realizacji celu, jakim jest produkcja energii na skalę komercyjną z wykorzystaniem reakcji jądrowej. Przed nami jeszcze wiele wyzwań i kolejnych lat badań, ale jestem przekonana, że nasza ciężka praca przyniesie jeszcze więcej innowacyjnych rozwiązań, które będą kształtować światową energetykę – stwierdziła dr hab. Agata Chomiczewska, prof. IFPiLM, krajowy koordynator badań na tokamaku JET.
Fuzja termojądrowa, czyli Słońce na Ziemi. To może być rewolucja stulecia
Fuzja termojądrowa to proces zachodzący w jądrach gwiazd, w tym również naszego Słońca. W dużym skrócie jest procesem odwrotnym do rozszczepienia się jąder atomowych, czyli zjawiska wykorzystywanego dziś w elektrowniach atomowych. W czasie syntezy dochodzi do zderzania się jąder atomów, w wyniku czego z dwóch lżejszych atomów wodoru powstaje cięższy hel. Proces ten prowadzi do uwolnienia olbrzymich ilości energii, które gwiazdy wypromieniowują w postaci m.in. ciepła i światła.
Teraz naukowcy z EUROfusion czekają na zakończenie zbliżającej się do końca budowy jeszcze większego i bardziej zaawansowanego reaktora ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor). Wedle założeń ITER będzie w stanie produkować ok. 500 MW energii w cyklach trwających do ok. 1000 sekund (16,7 minuty). Planem zdecydowanie bardziej dalekosiężnym jest budowa eksperymentalnej elektrowni termojądrowej DEMO (DEMOnstration Power Plant). Projekt ten ma jednak szansę ziścić się najwcześniej w latach 50.
Na Ziemi naukowcy w kontrolowanych warunkach starają się wykorzystać go do pozyskiwania energii, która w kiedyś będzie mogła zostać wykorzystana m.in. do produkcji prądu w przyszłych elektrowniach termojądrowych. Zadanie nie jest łatwe, bo do zainicjowania fuzji termojądrowej na Ziemi potrzebna jest ekstremalnie wysoka temperatura ok. 150 mln stopni Celsjusza.
Gra jest jednak warta świeczki, bo fuzja może być źródłem w stu procentach czystej i łatwo dostępnej energii, która uzupełni dostępne dziś źródła odnawialne. W procesie tym naukowcy korzystają bowiem z deuteru i trytu (dwóch izotopów wodoru), które z łatwością można pozyskać na Ziemi. Skutkiem ubocznym procesu jest z kolei nieszkodliwy hel. Uważa się, że opracowanie wydajnego źródła energii elektrycznej z fuzji będzie absolutnym przełomem w energetyce na miarę rewolucji przemysłowej.
next.gazeta.pl
