Na Soncu se to dogaja ves čas: atomi se združujejo, torej pride do reakcije termonuklearne fuzije, zaradi česar se sprosti nepredstavljiva količina energije. Znanstveniki že dolgo sanjajo o takšni energiji in tukaj na Zemlji jo je mogoče dobiti z ustvarjanjem kontroliranih reakcij termonuklearne fuzije.
Toda doslej je ni bilo mogoče dobiti.
Po koncu druge svetovne vojne znanstveniki po vsem svetu poskušajo to doseči.
S pomočjo eksperimentalnih reaktorjev v Rusiji, ZDA, Angliji, na Japonskem in v mnogih drugih državah so bili pridobljeni kratkotrajni postopki termonuklearne fuzije, toda povsod se je za vzdrževanje tega procesa porabilo več energije kot za pridobivanje same energije, pojasnjuje Søren Bang Korsholm, višji raziskovalec na Danski tehniški univerzi. (Søren Bang Korsholm).
V daljni prihodnosti
Danski znanstvenik in njegovi sodelavci na oddelku za fiziko Tehniške univerze sodelujejo v svetovnem znanstvenem projektu, ki bo leta 2025 omogočil izvedbo učinkovitega procesa termonuklearne fuzije - t.j. več energije bomo namenili kot porabili za njeno pridobitev. Kljub temu pa verjamemo, da elektrarn, ki delujejo na principih termonuklearne fuzije, ne bomo mogli videti več let.
„Šele v petdesetih letih tega stoletja se lahko energija termonuklearnih fuzijskih elektrarn uporabi v elektroenergetskih omrežjih. Vsekakor so to smernice evropskega programa termonuklearne fuzije, «pravi.
Promocijski video:
Kljub oddaljenosti možnosti mnogi znanstveniki, kot je Søren, resno delajo na področju energije termonuklearne fuzije. In za to obstajajo dobri razlogi. Za elektrarno, ki deluje na principih termonuklearne fuzije, je potrebna neskončno majhna količina jedrskega goriva, poleg tega pa nimajo emisij CO2 in drugih škodljivih snovi.
Poceni zelena energija
Ko danes napolnite svoj pametni telefon, 24% električne energije v tem primeru prihaja iz termoelektrarn na premog. To je težka in ne posebej okolju prijazna proizvodnja energije.
»Za proizvodnjo ene gigavatne moči električne energije mora elektrarna na premog zgorevati 2,7 milijona ton premoga letno. In fuzijske postaje za dosego enakega učinka potrebujejo le 250 kilogramov jedrskega goriva. 25 gramov jedrskega goriva je dovolj za takšno elektrarno, da enemu Dancu dobavi energijo za celo življenje, pravi Søren Bang Korsholm.
Za razliko od premoga fuzija ne oddaja CO2 in zato ne vpliva na podnebje.
"Edini" neposredni "proizvodni odpadki energije jedrske fuzije je helij in ga je mogoče uporabiti v najrazličnejših aplikacijah. To je približno 200 kilogramov helija za celo leto," pojasnjuje.
Vendar ima fuzijska energija majhen problem. Tukaj brez radioaktivnosti ne morete povsem. "Notranja površina reaktorja postane radioaktivna, vendar je to oblika radioaktivnosti, ki postane varna po 100 letih," pravi znanstvenik. Potem lahko ta material znova uporabimo.
Skoraj neskončno jedrsko gorivo
Za razliko od premoga goriva za fuzijsko elektrarno ni treba izkopavati iz zemlje. Dobite ga lahko s črpalkami iz morja, saj energijo termonuklearne fuzije dobimo s pomočjo težkega vodika (devterij), ki se pridobiva iz morske vode.
"Morje zagotavlja jedrsko gorivo, ki bo za porabo energije po vsem svetu dovolj milijard let. Zato ne bomo ostali brez energije, če se bomo naučili uporabljati energijo termonuklearne fuzije, "razlaga Søren Bang Korsholm.
Poleg težkega vodikovega devterija znanstveniki v fuzijskem reaktorju uporabljajo super težki vodikov tritij. V naravi ne obstaja, je pa izdelan iz litija, ki je enaka snov, ki se uporablja v baterijah.
V reaktorju se močan in pretežki vodik združi, potem ko temperatura v reaktorju doseže 200 milijonov stopinj.
"Temperatura v reaktorju je nepredstavljivo visoka. Za primerjavo je jedrna temperatura Sonca le 15 milijonov stopinj. Na ta način ustvarimo veliko višjo temperaturo, "pravi.
Francoski velikanski jedrski reaktor
Søren Bang Korsholm in številni njegovi kolegi s Tehniške univerze so udeleženci v velikem mednarodnem projektu ITER, pri katerem EU, ZDA, Kitajska in številne druge države sodelujejo pri ustvarjanju največjega termonuklearnega reaktorja na svetu na jugu Francije. To bo prvi takšen reaktor, ki bo zagotovil več energije, kot jo porabi.
"ITER bo v skladu s projektom proizvedel 500 megavatov, 50 megavatov pa bo potrebno za ogrevanje. Porabi nekaj več kot 50 megavatov energije, ker nekaj energije porabimo za hlajenje in magnete, kar v tem primeru ne upoštevamo, daje pa lep presežek energije v samem reaktorju, "pojasnjuje.
Po besedah znanstvenika bo reaktor kmalu pripravljen za obratovanje.
"Leta 2025 bo reaktor pripravljen na prvi preskus, po katerem ga bomo nadgradili, dokler ne bo leta 2033 popolnoma pripravljen," pravi Søren Bang Korsholm.
Predstavitev energije prihodnosti
Ne smemo pa razmišljati, da bo elektrika, po kateri deluje naš hladilnik, po zaključku projekta ITER energija termonuklearne fuzije. Reaktor ne bo proizvajal električne energije.
„ITER ni elektrarna. Reaktor se ne gradi za proizvodnjo električne energije, ampak za prikaz možnosti uporabe termonuklearne fuzije kot vira energije, pravi.
Znanstvenik upa, da bodo v projektu imeli komercialne partnerje, ki bodo pozorni na možnosti termonuklearne fuzijske energije.
»Mogoče bodo velike energetske družbe in naftne družbe začele vlagati v fuzijsko energijo, ko bodo videle njen potencial. In kdo ve, morda se bodo takšne elektrarne pojavile v bližnji prihodnosti, «pravi Søren Bang Korsholm.
Naslednja postaja je luna
Če znanstvenikom uspe ustvariti učinkovite elektrarne na osnovi termonuklearne fuzije, se bo takoj pojavilo veliko idej o tem, kako jih je mogoče izboljšati. Ena od idej že predlaga uporabo drugačne vrste goriva, ki pa je na Zemlji ni toliko.
"Helij-3, ki ga na Luni obiluje, ima to prednost, da fuzijski produkti iz plazme manj reagirajo s stenami reaktorja, zato postane stena manj radioaktivna in ima lahko daljšo življenjsko dobo," pravi Søren Bang Korsholm.
Do zdaj je pridobivanje goriva na Luni in dostava na Zemljo drago. Morda pa bo energija termonuklearne fuzije tako učinkovita, da se bodo ti stroški izplačali.
"Če razmišljamo o dovajanju goriva z Lune, so fuzijske elektrarne lahko neverjetno učinkovite," zaključuje znanstvenik.
Jeppe Kyhne Knudsen, Jonas Petri, Lasse From