Američki naučnici su najavili veliki proboj u trci ka rekonstruisanju nuklearne fuzije.
Fizičari su u potrazi za ovom tehnologijom decenijama, jer ona ima potencijal da postane izvor gotovo bezgranične čiste energije.
Istraživači su sada potvrdili da su prevazišli glavnu barijeru, proizvevši više energije u okviru fuzionog eksperimenta, nego što je bilo potrebno da se u njega unese.
Međutim, stručnjaci kažu da je dug put pre nego što energija iz nuklearne fuzije pristigne u domaćinstva.
Eksperiment se odigrao u National Ignition Facility pri Livermore National laboratorije (LLNL) u Kaliforniji. Direktorka LLNL-a, dr Kim Budil, rekla je sledeće: „Ovo je istorijsko postignuće… u toku poslednjih 60 godina, hiljade ljudi je dalo svoj doprinos ovom poduhvatu, bila je potrebna prava vizija da bismo došli tu gde smo sada.“
Nuklearna fuzija se opisuje kao „sveti gral“ proizvodnje energije. Naravno, reč je o procesu uz pomoć kojeg zvezde, pa tako i naše Sunce, stvaraju energiju.
Deluje tako što se par lakih atoma prisiljava na spajanje, a iz te fuzije se oslobađa ogromna količina energije.
Radi se o procesu suprotnom od nuklearne fisije, u okviru koje se teški atomi cepaju. Fisija je tehnologija koja se trenutno koristi u nuklearnim elektranama, ali u tom procesu se proizvodi mnogo otpada, koji nastavlja da emituje radijaciju još dugo vremena. Suvišno je reći da dotični otpad može biti veoma opasan, te iz tog razloga mora bezbedno da se skladišti.
Nuklearna fuzija proizvodi daleko više energije i malu količinu kratkoročnog radioaktivnog otpada. Ono što je takođe važno, ovaj proces za posledicu nema emisiju gasova koji proizvode efekat staklene bašte, pa samim tim ne doprinosi klimatskim promenama.
Međutim, jedan od izazova je taj što prisiljavanje i zadržavanje elemenata u fuzionom spoju zahteva veoma visoku temperaturu i pritisak. Do sada, nije bilo eksperimenta u okviru kojeg se proizvelo više energije nego što je bilo potrebno da se proces pokrene.
Koliko smo blizu budućnosti koja podrazumeva korišćenje nuklearne fuzije?
Količina energije koja je generisana u ovom eksperimentu je mala, dovoljna tek za zagrevanje nekoliko kotlića. Ipak, ono što predstavlja je od ogromnog značaja.
Naime, za korak smo bliže ispunjavanju obećanja o nuklearno-fuzionoj budućnosti, mada smo, ruku na srce, daleko od toga da se stvari iz eksperimentalne faze prenesu u realnost.
Ovaj eksperiment pokazuje da nauka funkcioniše. Pre nego što sami naučnici krenu da počnu da razmišljaju o povećanju obima, neophodno je ponoviti ispitivanja, usavršiti proces, a količina generisane energije mora biti značajno povećana.
Ne treba zaboraviti ni ekonomski aspekt, jer je dotični eksperiment koštao milijarde dolara, što znači da fuzija nije nimalo jeftina. Ipak, perspektiva koja podrazumeva gotovo beskonačan izvor čiste energije, sigurno je da će biti velika motivacija da se prevaziđu izazovi.
National Ignition Facility u Kaliforniji je eksperiment vredan 3,5 milijardi dolara. U njemu se koristi mala količina vodonika smeštenog u kapsuli velilčine zrna bibera. Zatim se moćni laser sa 192 snopa koristi za zagrevanje i kompresiju vodoničnog goriva. Laser je toliko jak da može da zagreje kapsulu do 100 miliona stepeni Celzijusa, što je viša temperatura nego ona u centru Sunca, kao i da je komprimuje na više od 100 milijardi puta veći pritisak u odnosu na atmosferski!
Izložena ovakvim silama, kapsula implodira, prisiljavajući atome vodonika da se spajaju, i u tom procesu oslobađaju energiju.
Najavljujući proboj, dr Marvin Adams, zamenik administratora za odbrambene programe u Nacionalnoj upravi za nuklearnu bezbednost SAD, rekao je da su laboratorijski laseri oslobodili 2,05 megadžula (MJ) energije, što je zauzvrat prozvelo 3,15 MJ izlazne energije fuzije.
Dr Melani Vindridž, šefica Fusion Energy Insightsa, izjavila je sledeće: „Fuzija izaziva uzbuđenje naučnika otkako su otkrili šta to uzrokuje da Sunce sija. Ovi rezultati nas trasiraju na put komercijalizacije ove tehnologije.
Džeremi Čitenden, profesor fizike plazme i kodirektor Centra za studije inercione fuzije u Imperial koledžu u Londonu, nazvao je eksperiment „istinskim revolucionarnim momentom“.
„Ovo dokazuje da cilj za kojim su naučnici dugo u potrazi, ’sveti gral’ fuzije, zaista može biti ostvaren“, rekao je on.
Ovo je sentiment koji dele fizičari širom sveta, naučnici koji hvale rad međunarodne naučne zajednice.
Đanluka Gregori, profesor fizike na Oksford Univerzitetu, rekao je sledeće: „Današnji uspeh počiva na radu mnogih naučnika u SAD, Velikoj Britaniji i širom sveta. S postignutim rezultatima, ne samo da je energija fuzije otključana, već se otvaraju vrata novoj nauci.“
Na pitanje koliko će proći vremena pre nego što fuzija bude korišćena za proizvodnju električne energije, dr Budil, direktorka LLNL-a, rekla je da i dalje treba da budu prevaziđene značajne prepreke: „Uz usaglašene napore i ulaganja, nekoliko decenija istraživanja osnovnih tehnologija, moglo bi da nas dovede u poziciju da konačno izgradimo elektranu.“ Ovo je svakako napredak od onoga kada su naučnici obično na to pitanje odgovarali „50-60 godina“.
Neke od glavnih prepreka predstavljaju snižavanje troškova i povećanje obima proizvodnje energije. U okviru dotičnog eksperimenta, proizvedeno je dovoljno energije da se zagreje 15-20 kotlića, što je bilo prilično skupo, budući da je na ispitivanje potrošeno više milijardi dolara. I, mada je u okviru eksperimenta dobijeno više energije nego što je utrošeno, u jednačinu nije uključena energija potrebna za rad lasera, što je daleko više od količine energije koju je dobijena iz vodonika.
Izvor: BBC
Naslovna fotografija: Philip Saltonstall
Priredio: Pavle Barta
