Sponzorirano

Magnet, ki bo zadržal umetno sonce

Prerez centralnega dela reaktorja
Prerez fuzijskega reaktorja (vir: iter.org)
Sponzorirano

Prvi izmed šestih delov najmočnejšega magneta na svetu je pripravljen.

Že nekaj časa si znanstveniki prizadevajo zgraditi ekonomsko učinkovit fuzijski reaktor na Zemlji. Jedrska fuzija se naravno vrši v zvezdah, pri čemer nastaja dovolj energije, da Sonce z razdalje 152 milijonov kilometrov ustvarja voče dni, kot jih doživljamo ravnokar. Če človeštvu uspe replicirati ta proces, se lahko brez slabe vesti poslovimo od vseh ostalih virov energije (predvsem fosilnih goriv) in zaživimo v brezogljični družbi.

V projektu ITER (Mednarodni termonuklearni eksperimentalni reaktor) sodeluje 35 držav, kot so ZDA, Japonska, Kitajska, države članice EU in druge. Stoji poleg raziskovalnega centra Cadarache v južni Franciji, nekoliko severno od mesta Marseilles. Cilj je uspešno izvršiti jedrsko fuzijo na Zemlji, ustvariti umetno sonce, ki bi bilo energijsko učinkovito. Obstaja več podobnih manjših projektov, kot recimo tisti na Kitajskem, kjer so pred kratkim dosegli nov rekord v vročini plazme v reaktorju. Nikomur pa še ni uspelo iz reakcije pridobiti več energije, kot je je vložil. Tudi stabilnost takih reaktorjev je težava.  Celo v omenjenem kitajskem reaktorju jim je uspelo reakcijo ohranjati le 101 sekundo. ITER pa bo, glede na izračune, vse to spremenil.

Lokacija projekta ITER (vir: iter.org)

Kaj je jedrska fuzija

Pri jedrski fuziji se jedra lažjih elementov združujejo v nove elemente. Najbolj pogosta je reakcija vodikovih atomov, ki se združujejo v atome helija. Pri tem se sprosti še več energije kot pri jedrskem razpadu (pri atomski bombi ali zdajšnjih jedrskih elektrarnah), hkrati pa reakcija za sabo ne pusti nobenih radioaktivnih odpadkov ali toplogrednih plinov. Poleg tega do nesreč podobnih tisti v Černobilu ne more priti, saj se reakcija le ustavi, če reaktor popusti.

Za združevanje atomov mora snov preiti iz plinastega stanja v stanje plazme. To se zgodi le v ekstremnih pogojih visokih temperatur in še večjih pritiskov. V stanju plazme elektroni zapustijo svoje atome, celotna snov pa postane supervroča juha, kjer se jedra atomov zaletavajo druga v drugo in se celo združijo. Ko se zaletita jedri vodika, ki imata vsaka po en proton, ustvarita jedro helija, ki ima dva protona. Ob tem se sprosti energija v skladu s slavno Einsteinovo enačbo E=mc2. Ta pravi, da je energija enaka masi pomnoženi s kvadratom hitrosti svetlobe. Tudi če nismo najboljši v matematiki, si lahko predstavljamo, da je energije veliko. Tako veliko, da iz litra vode dobimo energijo 300 litrov bencina.

Najmočnejši magnet v zgodovini

Na Zemlji dosežemo pogoje za fuzijo s segrevanjem do temperatur desetkrat višjih od tistih v središču Sonca in z magnetnimi polji, ki nadomestijo gravitacijske sile v zvezdah. Z magnetnim poljem plazmo oblikujemo v kolobar in jo držimo stran od sten reaktorja – tokamaka. Novoizdelani najmočnejši magnet v zgodovini bo predvidoma sposoben  ustvariti pogoje za stalno potekajočo fuzijsko reakcijo, ki bo vrnila več energije, kot smo je porabili za sprožitev. Magnet je izdelalo ameriško podjetje General Atoms v sodelovanju z znanstveniki s celega sveta. Konec julija ga bodo z ladjo prepeljali v Francijo, kamor bo prispel predvidoma konec avgusta. Septembra bo prvi izmed šestih delov tega magneta stal. Centralna tuljava oz. Central Solenoid, kot so ga poimenovali bo popolnoma sestavljen visok 18 metrov in širok 4,25. Tehtal bo nekaj čez tisoč ton. Magnetno polje, ki ga bo ta super-elektromagnet ustvaril, bo  280.000-krat močnejše od magnetnega polja jedra Zemlje.

Prerez Centralne tuljave. Plazmo s pomočjo magnetnega polja oblikujemo v obroč. (vir: iter.org)

Prvi korak do brezogljične družbe

To je eden izmed začetnih korakov, vendar tudi eden izmed največjih, saj je magnet osrednji element fuzijskega reaktorja. Ostalih pet delov Centralne tuljave bo izdelanih hitreje – proizvajalci morajo zdaj le slediti načrtu. K projektu ITER države prispevajo v obliki že izdelanih komponent, kar spodbuja sodelovanje med znanstveniki različnih nacij, hkrati pa odpira delovna mesta v proizvajalkah. Če bo vse po načrtu bo ITER leta 2025 začel s prvimi resnimi poskusi, do leta 2035 pa naj bi polno obratoval.

 

Viri:

https://www.iter.org/

https://en.wikipedia.org/wiki/ITER

https://scitechdaily.com/iter-global-fusion-energy-project-after-a-decade-of-design-and-fabrication-worlds-most-powerful-magnet-ready

Junior novinar

Sponzorirano

NI KOMENTARJEV

Uporabljamo Akismet za manjšanje neželenih oglasnih komentarjev (spam). Politika zasebnosti.

Exit mobile version