Visul fuziunii nucleare: energie nelimitată fără deșeuri

De zeci de ani comunitatea științifică a visat să realizeze fuziunea nucleară. Un proces care, dacă ar fi realizat, ar putea deveni o sursă curată și practic infinită de energie. De-a lungul anilor, laboratoarele din întreaga lume au lucrat pentru a înțelege cum funcționează acest fenomen și, mai ales, cum să-l desfășurăm pentru a ne rezolva nevoile energetice.

Cercetătorii susțin că suntem foarte apropiați până la pragul de aprindere . Adică din momentul în care energia produsă o depășește pe cea folosită pentru a provoca reacția. Ca și în alte ocazii, inginerii și oamenii de știință sunt inspirați de mecanismele folosite de natură pentru a oferi soluții la nevoile ființelor umane. Mai exact, un reactor de fuziune nucleară imită fenomenele care au loc în miezul stelelor.

Visul fuziunii nucleare: energie nelimitată fără deșeuri

Imitând fuziunea naturală a stelelor

Inginerii și oamenii de știință care lucrează la proiectarea și construcția reactoarelor experimentale de fuziune nucleară încearcă să imite ceea ce se întâmplă în interiorul stelelor pentru a obține o cantitate mare de energie.

De exemplu, Proiectul EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak). , dezvoltat de China și cunoscut sub numele de ceea ce ar putea fi un „Soare artificial”, își propune să creeze energie curată aproape nelimitată. „Recenta operațiune pune o bază științifică și experimentală solidă pentru funcționarea unui reactor de fuziune.” Gong Xianzu, cercetător la Institutul de Fizică a Plasmei al Academiei Chineze de Științe, care a condus cel mai recent experiment, a declarat pentru Xinhua.

Un soare artificial care a înmulțit cu cinci temperatura Soarelui timp de mai bine de 17 minute, atingând temperaturi de 70 de milioane de grade Celsius. Un proces care nu necesită combustibili fosili și nu lasă reziduuri.

reactor JET

Dar nu este singurul experiment științific care imită modul în care Soarele se hrănește. Reactorul Joint European Torus (JET) din Marea Britanie a deschis recent ușa către energie curată și aproape nelimitată prin producerea 59 megajouli de energie în timpul unei explozii de fuziune nucleară de 5 secunde. O cifră care înseamnă dublarea recordului anterior de 21.7 megajouli stabilit de unitate în 1997.

Procesul care alimentează stelele reunește atomii de hidrogen la temperaturi de zece ori mai mari decât cele ale Soarelui, care apoi se leagă împreună pentru a elibera o cantitate mare de energie. „Am arătat că putem crea o mini-stea în interiorul mașinii noastre și să o ținem acolo timp de cinci secunde și să obținem un randament ridicat, ceea ce ne duce cu adevărat într-un tărâm nou.” a explicat Dr. Joe Milnes, Managerul Operațiunilor Laboratorului Reactor JET. .

Unul dintre cele mai mari avantaje ale fuziunii nucleare este că nu necesită o mulțime de combustibili, iar cantitățile de deșeuri pe care le generează sunt mici. , deșeuri radioactive de scurtă durată . În plus, nu produce gaze cu efect de seră.

Reactor JET

reactor JET

fuziune nucleară condusă de laser

Promisiunile fuziunii nucleare sunt văzute de mulți ca fiind răspuns la criza energetică trecem chiar acum. În timp ce unii oameni au făcut deja trecerea la autoconsumul alimentat cu energie solară, experimentele organizate la National Ignition Facility (NIF) de la Lawrence Livermore National Laboratory din California, SUA, au validat o modalitate de a produce energie nucleară din fuziunea cu laser.

O piatră de hotar care a fost pe coperta revista Nature , în care se arată că plasma este comprimată și încălzită, putându-și furniza propria căldură. La fel ca studiile citate mai sus, inginerii și fizicienii implicați în acest proiect încearcă să imite ceea ce se întâmplă în interiorul stelelor.

Unul dintre cei mai critici pași este de a avea un generator net de energie, „o plasmă care arde în care fuziunea nucleară este principala sursă de căldură pentru a menține combustibilul într-o stare de plasmă suficient de fierbinte pentru a permite reacții de fuziune ulterioare”. ”. Alex Zylstra și echipa sa au reușit să facă acest mare pas în laborator. Experimentul detaliat în Nature folosește energie a 192 de fascicule laser pentru a încălzi foarte repede interiorul unui cilindru gol, generând raze X. În consecință, izotopii de hidrogen fuzionează „producând un neutron și o particulă alfa, care este nucleul unui atom de heliu. Particulele alfa se ciocnesc cu plasma, auto-încălzind combustibilul.”

Oamenii de știință au început să lucreze la fuziunea nucleară în urmă cu aproape 50 de ani, moment în care au apărut primele tehnici de izolare magnetică. Cu toate acestea, în ciuda progreselor citate în aceste studii, există încă provocări enorme care trebuie rezolvate înainte ca un reactor comercial de fuziune nucleară să poată vedea lumina zilei.