We Francji zainaugurowano budowę reaktora termojądrowego ITER

Data dodania: środa, 29 lipca 2020, autor: naukawpolsce.pap.pl

We wtorek we francuskim Cadarache zainaugurowano uroczyście budowę tokamaka ITER - eksperymentalnego reaktora termonuklearnego. To przedsięwzięcie naukowe, ale dzięki planowanym tam eksperymentom w przyszłości mają powstać bezpieczne elektrownie nie produkujące odpadów radioaktywnych.

W uroczystości w ITER wzięli udział m.in prezydent Francji Emmanuel Macron (w sposób zdalny) i przedstawiciele wielu krajów zaangażowanych w to przedsięwzięcie.

ITER nie będzie pełnił funkcji elektrowni; jest projektem demonstracyjnym i typowo naukowym. Ma posłużyć do zbadania możliwości związanych z produkowaniem energii z użyciem kontrolowanej fuzji jądrowej na wielką skalę. Pierwsze elektrownie tego typu mają zacząć działać w 2040-2050 r. - wynika z szacunków niektórych badaczy. Z kolei pierwsze eksperymenty w ITER mają się rozpocząć w 2025 r.

Jaka jest podstawowa różnica w działaniu reaktora termojądrowego od klasycznej elektrowni jądrowej? Jak wyjaśnia dr Marcin Jakubowski z Instytutu Fizyki Plazmy im. Maxa Plancka w Greifswaldzie (Niemcy), z punktu widzenia fizyka różnica jest istotna: w elektrowni jądrowej energię uzyskuje się z rozpadu ciężkich izotopów radioaktywnych. W elektrowni termojądrowej ze scalanie lekkich izotopów wodoru.

- To prowadzi do dość istotnych różnic, dla zwykłego zjadacza chleba istotne są dwie: w reaktorze termojądrowym nigdy nie zajdzie niekontrolowana reakcja łańcuchowa, więc nie ma niebezpieczeństwa awarii takiej jak w Fukushimie czy Czarnobylu. Druga różnica to właśnie brak odpadów radioaktywnych, które trzeba przechowywać przez tysiące lat w bezpiecznym miejscu - podkreśla naukowiec, który jest reprezentantem UE w International Tokamak Physics Activity - jednostki, które koordynuje eksperymenty fizyków przygotowujących podstawy naukowe dla ITER-a.

Reaktor ITER ma konstrukcję tokamaka - urządzenia, które pozwala na przeprowadzenie kontrolowanej reakcji termojądrowej. Takie reakcje zachodzą w naturze - są one (obok energii grawitacyjnej) głównym źródłem energii gwiazd. Według ekspertów budowa reaktora, w którym można będzie przeprowadzać podobne reakcje, pomoże rozwiązać problem produkcji czystej energii elektrycznej. W praktyce oznacza to, że w przyszłości przy pomocy tokamaków można będzie wytwarzać energię elektryczną bez obciążania środowiska.

- Planowane elektrownie termojądrowe nie będą urządzeniami badawczymi, nie będą potrzebowały drogich instrumentów do badania plazmy (dzięki niej możliwe jest diagnozowanie i kontrolowanie parametrów wyładowania - przyp. PAP), której potrzebuje ITER. Co do kosztów, to na dziś są wysokie, ale trzeba spojrzeć na inne źródła energii. Stosowane dziś dość powszechnie fotowoltaika i energetyka wiatrowa dwie dekady temu zdawały się kosztownym hobby najbogatszych państw. Dziś energia elektryczna uzyskana z OZE jest tańsza od tej produkowanej z węgla - podkreśla dr Jakubowski.

Jak opowiada, pomysł na zbudowanie największego reaktora na świecie zrodził się w 1985 roku. Stało się to podczas spotkania prezydenta USA Ronalda Reagana z sekretarzem generalnym ZSRR - Michaiłem Gorbaczowem w Genewie.

- Wydawało się, że wspólny projekt pozwoli zbliżyć się obu potęgom. Historia potoczyła się tak jak się potoczyła, ZSRR przestało istnieć. Pomysł na ITER jednak przetrwał. Porozumienie w sprawie budowy tego urządzenia ostatecznie podpisano dopiero w 2006 roku, w między czasie do projektu dołączyły Japonia i Korea Płd., Chiny, Indie i Unia Europejska, która obecnie jest główną siłą napędową budowy tego eksperymentu - zaznacza naukowiec.

Jakubowski podaje, że koszt ITER-u to około 22 mld EUR, z czego prawię połowę pokrywa Unia Europejska. - Wydaje się dużo, ale jest porównywalne z innymi projektami. Szacunki mówią, że koszt odkrycia bozonu Higgsa to mniej więcej 13 mld dolarów, które wydano na budowę i obsługę Wielkiego Zderzacza Hadronów w Genewie. Koszt budowy nowoczesnej elektrowni jądrowej to kilka miliardów euro - wylicza.

Reaktor, które budowa właśnie się rozpoczęła, będzie potężny - komora, w której zachodzi wyładowanie ma mieć 840 m3, a jego waga docelowa to 23 tys. ton.

W projekt ITER zaangażowani są również naukowcy z Katedry Mikroelektroniki i Technik Informatycznych Politechniki Łódzkiej. Opracowują podsystemy oprzyrządowania i sterowania IC (Instrumentation and Control), zapewniające stabilne sterowanie tokamakiem, gwarantujące bezpieczeństwo pracy, diagnostykę plazmy oraz pozwalające na przeprowadzanie badań fizycznych.

Źródło: PAP - Nauka w Polsce, Szymon Zdziebłowski