Wiedzą, jak odpalić sztuczne słońce. To może być rewolucja w energetyce
Naukowcy od lat szukają sposobu na skuteczną fuzję jądrową, dzięki której zyskalibyśmy czystą energię jądrową bez odpadów radioaktywnych, które trzeba potem jakoś zagospodarować. Tylko jest jeden kłopot: to wymaga ekstremalnej temperatury i ciśnienia, co być może jeszcze wykracza poza nasze zdolności technologiczne. A może wcale nie? Nowozelandzki startup OpenStar zapewnia, że fuzja jądrowa stanie się komercyjna już w 2030 r.
Na razie energia jądrowa opiera się na rozszczepianiu atomów. W ciężki uran wystrzelane są neutrony bez ładunku elektrycznego, które znajdują prostą drogę do dodatnio naładowanego jądra atomu i powodują jego rozpad, co z kolei uwalnia spore ilości energii. Kłopotem są jednak powstające w ten sposób odpady radioaktywne, z którymi trzeba sobie potem jakoś radzić, co nie jest łatwe.
Można się o tym przekonać śledząc starania Ministerstwa Klimatu i Środowiska, które od 2023 r. szukają gminy chętniej na zorganizowanie u siebie takiego składowiska. Teraz znalazło się to w kompetencjach Ministerstwa Przemysłu. Marchewką jest dopłata z budżetu państwa w wysokości 400 proc. dochodów z tytułu podatku od nieruchomości znajdujących się na terenie gminy (nie więcej niż 10,5 mln zł). Ale jak na razie - brak chętnych. Nic więc dziwnego, że naukowcy od dziesięcioleci patrzą na inny sposób pozyskiwania energii z atomu, czyli na fuzję jądrową.
Wszystkie gwiazdy, w tym słońce, są zasilane przez fuzję. Jesteśmy tutaj dzięki fuzji. Ale fuzję naprawdę trudno stworzyć - przekonuje E. Michael Campbell z University of Rochester’s Laboratory for Laser Energetics (LLE).
Energia jądrowa bez opadów radioaktywnych
Czym jest ta cała fuzja jądrowa? W dużym uproszczeniu to proces dokładnie odwrotny do rozszczepienia jądra atomu. Tutaj jednak skupiamy się na znacznie lżejszych pierwiastkach, takich jak wodór. Naturalna siła odpycha od siebie dodatnie jądra. I trzeba ją odpowiednią temperaturą i ciśnieniem pokonać. Ich połączenie także uwalnia energię. Ale to wyjątkowo trudne zadanie, trzeba bowiem stworzyć, a potem kontrolować materię w temperaturze 100 milionów stopni C. Wtedy atomy stają się jonami i tworzą plazmę. Na razie jednak takie wyzwanie wydawało się przerastać nasze możliwości. Ale startup OpenStar z Nowej Zelandii twierdzi inaczej, o czym donosi Financial Times.
Fuzja jądrowa jest o sześć lat od stania się technologią komercyjną - przekonują Nowozelandczycy.
Więcej o energii jądrowej przeczytasz na Spider’s Web:
OpenStar twierdzi, że udało mu się stworzyć plazmę w niecałe dwa lata i za mniej niż 10 mln dol. Plazma miała temperaturę ok. 300 tys. st. C i utrzymała się przez 20 sekund. A wszystko to dzięki eksperymentom z niekonwencjonalnym projektem reaktora. Jak? Magnesy umieszczono nie w sposób tradycyjny: na zewnątrz komory. Zamiast tego wysokotemperaturowy nadprzewodzący magnes utrzymywany jest wewnątrz pogrzanej plazmy.
To dodaje ekscytującą opcję do różnorodnych podejść do fuzji - uważa Ratu Mataira, szef OpenStar.
Inni idą ścieżką radzieckiego tokamaka
Nowozelandzki pomysł na jądrową plazmę idzie w przeciwną stronę niż opracowany jeszcze w latach 50. ubiegłego wieku przez radzieckich naukowców tokamak. To specjalna komora w kształcie pączka, wewnątrz której bardzo silne magnesy zewnętrzne utrzymują plazmę. Taką technologię wykorzystywały dotychczasowe projekty fuzji jądrowej, takie jak: ITER we Francji, China Fusion Engineering Test Reactor i JT-60SA w Japonii. OpenStar wykorzystuje w celu ustabilizowania plazmy lewitujący magnes na zasilaniu bateryjnym.
Zdaniem Nowozelandczyków taka konstrukcja jest szybsza do skalowania do tokamaków, dzięki łatwiejszej modyfikacji. OpenStar chce też wyjść finansowo do przodu. Startup zamierza w pierwszym kwartale 2025 r. pozyskać rundę inwestycyjną serii A. Potrzeby są spore: od 500 mln do 1 mld dol.
Fuzja jądrowa może pomóc w dekarbonizacji sektora energetycznego, a na to jest ogromna presja czasu - twierdzi Mataira.
