Nauka dla Społeczeństwa

05.03.2024
PL EN
09.02.2024 aktualizacja 09.02.2024

Przełom w fuzyjnym reaktorze JET

Reaktor termojądrowy Joint European Torus (JET).  © United Kingdom Atomic Energy Authority Reaktor termojądrowy Joint European Torus (JET). © United Kingdom Atomic Energy Authority

W oksfordzkim Joint European Torus (JET) udało się uzyskać trwającą 5 sekund reakcję termojądrową z rekordową ilością wytworzonej energii. To ważny krok na drodze do energetyki fuzyjnej. W eksperymencie, którego wynik przedstawiono w czwartek, wzięło udział ponad 300 naukowców zrzeszonych w konsorcjum EUROfusion, w tym badacze z polskiego Instytutu Fizyki Plazmy i Laserowej Mikrosyntezy (IFPiLM).

W jednym z największych reaktorów termojądrowych - Joint European Torus (JET), w czasie trwającej 5 sekund reakcji, z 0,2 mg paliwa udało się uzyskać 69 megadżuli energii. To rekord – podkreślają odpowiedzialni za osiągnięcie naukowcy.

JET to urządzenie typu tokamak – toroidalny reaktor, w którym gorąca plazma kontrolowana jest z pomocą silnych pól magnetycznych. W zachodzącej w nim reakcji termojądrowej łączą się z sobą jądra dwóch izotopów wodoru – deuteru i trytu, co powoduje wydzielenie się potężnej ilości energii.

 

Przekrój reaktora termojądrowego Joint European Torus (JET). © United Kingdom Atomic Energy Authority
Przekrój reaktora termojądrowego Joint European Torus (JET). © United Kingdom Atomic Energy Authority

Wielu ekspertów uważa, że w przyszłości to właśnie fuzja jądrowa będzie mogła zaspokoić rosnące energetyczne potrzeby ludzkości. Główne powody to duży zysk energetyczny, dostępność paliwa oraz niewielka ilość odpadów radioaktywnych.

„Możemy niezawodnie tworzyć plazmę termojądrową, używając tej samej mieszanki paliwowej, która będzie stosowana w komercyjnych elektrowniach termojądrowych, co dowodzi zaawansowanej wiedzy specjalistycznej zdobywanej na przestrzeni lat” – powiedziała komentując wynik dr Fernanda Rimini, starszy menedżer ds. eksploatacji JET.

Z kolei prof. Ambrogio Fasoli, menedżer programu EUROfusion, organizującego międzynarodowe badania nad fuzją jądrową, uznał, że udana "demonstracja scenariuszy operacyjnych dla przyszłych urządzeń termojądrowych, takich jak ITER i DEMO, potwierdzona nowym rekordem energetycznym, wzmacnia nasze zaufanie do dalszego rozwoju energii termojądrowej"

"Oprócz ustanowienia nowego rekordu zrealizowaliśmy także inne zadania, których nigdy wcześniej nie podejmowaliśmy, jak również pogłębiliśmy naszą wiedzę na temat fizyki syntezy jądrowej” - dodał.

Wśród 300 naukowców biorących udział w eksperymencie byli przedstawiciele Instytutu Fizyki Plazmy i Laserowej Mikrosyntezy (IFPiLM).

„Nasza determinacja i międzynarodowa współpraca przyniosły wyjątkowe rezultaty, które stanowią kamień milowy w badaniach nad energią termojądrową. Ten sukces nie tylko potwierdza możliwość kontrolowania plazmy w tokamakach, ale również stanowi kluczowy krok w kierunku realizacji celu, jakim jest produkcja energii na skalę komercyjną z wykorzystaniem reakcji jądrowej. Przed nami jeszcze wiele wyzwań i kolejnych lat badań, ale jestem przekonana, że nasza ciężka praca przyniesie jeszcze więcej innowacyjnych rozwiązań, które będą kształtować światową energetykę” – mówi prof. Agata Chomiczewska z IFPiLM, krajowy koordynator badań na tokamaku JET.

Jak powiedziała PAP prof. Chomiczewska, kolejnym celem zespołu jest uzyskanie wyższej mocy termojądrowej przez dłuższy czas - tak jak chcemy to robić w elektrowniach.

"Wymaga to zastosowania większych i bardziej zaawansowanych urządzeń. Takim urządzeniem będzie tokamak ITER, czyli eksperymentalny reaktor kolejnej generacji, obecnie budowany na południu Francji. W reaktorze tym powinniśmy osiągnąć 500 megawatów mocy termojądrowej w trakcie 300 sekund. ITER ma stać się pierwszym na świecie urządzeniem wytwarzającym 10 razy więcej energii z syntezy deuteru z trytem niż energii dostarczonej do podgrzania paliwa. Pierwsze eksperymenty z paliwem deuterowo-trytowym są wstępnie planowane na drugą połowę lat 30. Ostatecznym celem konsorcjum EUROfusion jest stworzenie europejskiej demonstracyjnej elektrowni termojądrowej EU-DEMO, która będzie produkowała prąd elektryczny. Uruchomienie tej elektrowni planuje się na drugą połowę lat 50. Warto dodać, że trwają już prace obliczeniowe i projektowe na rzecz DEMO. Projekty te są tak dużym przedsięwzięciami, że nawet jeśli wszystko działa idealnie, to samo zbudowanie technologii zajmuje sporo czasu, ok. 20 lat. To, czy fuzja zakończy się dużym udziałem w rynku energii, zależy ostatecznie od polityki i społeczeństwa. Naszym celem jest stworzenie możliwości korzystania z fuzji” – opisała prof. Chomiczewska.

Działający od 40 lat JET pozwolił na badania, które miały kluczowe znaczenie dla kolejnego reaktora, bardziej zaawansowanego fuzyjnego ITER, którego zapłon ma nastąpić w tej dekadzie.

Kolejnym krokiem ma być budowa systemu DEMO – pierwszej, opartej na jądrowej fuzji, eksperymentalnej elektrowni.

Nauka w Polsce, Marek Matacz

mat/ bar/

Przed dodaniem komentarza prosimy o zapoznanie z Regulaminem forum serwisu Nauka w Polsce.

Copyright © Fundacja PAP 2024