Przełom w fuzji jądrowej. Nieograniczona, tania, czysta energia znacznie bliżej. W takim świecie każdy może żyć jak milioner
Fuzja jądrowa czyli proces łączenia jąder atomowych w celu uwolnienia energii, od dawna jest traktowana jako praktycznie nieograniczone źródło czystej energii. Po dziesięcioleciach badań naukowcy z Ministerstwa Energii w USA osiągnęli w końcu bardzo istotny i wyczekiwany przełom. Udało im się uzyskać więcej energii z reakcji termojądrowej niż użyto do jej rozpoczęcia.
Przełom w USA
Dokonanie to, zwane "breakeven", było od dawna najważniejszym celem fizyków zajmujących się fuzją jądrową, odkąd tylko technologia ta zaczęła się dynamicznie rozwijać w latach 50. XX wieku. Choć wiele grup na świecie pracowało nad osiągnięciem ”zapłonu”, nikomu do tej pory się to nie udało.
W ostatnim udanym, przełomowym eksperymencie, użyto laserów do zapalenia mieszaniny paliwowej i utrzymania jej w wystarczająco wysokiej gęstości i temperaturze, by nastąpiła reakcja termojądrowa.
Podczas eksperymentu, paliwo wyprodukowało łącznie 3 megadżule energii, w porównaniu do 2 megadżuli, jakie laser użył do rozpoczęcia reakcji. Pierwszy raz w historii, osiągnięty został dodatni bilans energetyczny.
Zapłon fuzji jądrowej oznacza, że udało się osiągnąć warunki, w których proces fuzji jądrowej zachodzi samoczynnie i jest utrzymywany przez dłuższy okres czasu. Jest to bardzo trudne, ponieważ wymaga ogromnych temperatur i ciśnienia, a także konstruowania specjalnych maszyn(m.in. tokamaków, stellaratorów ) do jego osiągnięcia.
Fuzja jądrowa - jak opanowanie tej technologii może wpłynąć na rynek energii
Fuzja jądrowa jest uważana za potencjalne rozwiązanie problemu przyszłych potrzeb energetycznych ludzkości. Jej zalety to niezwykle duże ilości energii, jakie można uzyskać z niewielkich ilości materiału(paliwa), oraz brak emisji szkodliwych substancji do atmosfery.
Fuzja jądrowa jest też bezpieczna, ponieważ nie wytwarza radioaktywnych odpadów, które mogą stanowić zagrożenie dla zdrowia ludzi.
Jeżeli uda się opracować skuteczne metody produkcji energii z fuzji jądrowej, mogłoby to wręcz zrewolucjonizować rynek energii. Fuzja jądrowa być może stałaby się głównym źródłem energii w przyszłości, co zmniejszyłoby uzależnienie ludzkości od paliw kopalnych i przyczyniłaby się do ograniczenia emisji gazów cieplarnianych, które są jednym z głównych czynników wywołujących zmiany klimatyczne.
Należy jednak pamiętać, że fuzja jądrowa jest obecnie w fazie badań i rozwoju oraz wymaga prawdopodobnie wielu lat pracy nad wynalezieniem skutecznych i bezpiecznych metod wytwarzania energii przy jej użyciu.
Postęp technologiczny oraz przełomy technologiczne są jednak trudne do przewidzenia. Teoretycznie więc, wszystkie te problemy mogą zostać rozwiązane jeden po drugim, przez różne grupy naukowców, nawet w rok lub dwa lata.
Nie jest w tej chwili jasne, jakie będą jej konsekwencje dla rynku energii oraz jak długo będziemy musieli poczekać zanim fuzja zacznie być wykorzystywana na dużą skalę. Optymistyczne scenariusze mówią, że jeszcze podczas tej dekady. Pesymiści, nawet po przełomach i ewidentnych postępach powtarzają w kółko, że technologia ta będzie dostępna dopiero za 50 lat.
„Aby fuzja laserowa mogła mieć praktyczne zastosowanie, niezbędne jest prowadzenie dalszych badań i budowa bardziej wydajnych laserów o większej repetycji, tak aby częstotliwość oddziaływania z kulką paliwową mogła zachodzić częściej. Powtarzalność jest tutaj bardzo istotna, gdyż nie wystarczy pojedyncze oddziaływanie tylko konieczna jest praca „prawie” ciągła tak jak się to odbywa w konwencjonalnych reaktora rozszczepieniowych. Aby to osiągnąć rozwijane muszą być nowe technologie w budowie laserów jak i materiałów z którego zbudowana jest „kulka paliwowa”– komentuje dla portalu BiznesInfo.pl dr. Rosiński, kierownik Zakładu Fizyki i Zastosowań Plazmy Laserowej w warszawskim Instytucie Fizyki Plazmy i Laserowej Mikrosyntezy im. Sylwestra Kaliskiego.
Zalety i wady
Jej zalety to:
1.Wysoka efektywność : Fuzja jądrowa pozwala uzyskać duże ilości energii z niewielkich ilości materiału, jest bardziej efektywna niż inne źródła energii.
2.Brak emisji szkodliwych substancji : Fuzja jądrowa nie wytwarza żadnych szkodliwych substancji, takich jak np. dwutlenek węgla czy inne gazy cieplarniane, więc nie przyczynia się do zmian klimatu.
3.Bezpieczeństwo : Fuzja jądrowa jest bezpieczna, ponieważ nie wytwarza radioaktywnych odpadów, które mogą stanowić zagrożenie dla zdrowia ludzi i środowiska.
4.Długi okres przydatności : Paliwa, które są używane do fuzji jądrowej, takie jak deuter i tryt (izotopy wodoru), są bardzo powszechne i mogą być wykorzystywane przez długi okres czasu.
Jednak fuzja jądrowa ma też kilka wad:
1.Koszt : Obecnie koszt produkcji energii z fuzji jądrowej jest wysoki, ponieważ wymaga specjalnych zaawansowanych maszyn i technologii, które są bardzo drogie.
2.Trudności w osiągnięciu zapłonu : Aby fuzja jądrowa mogła być skutecznym źródłem energii, konieczne jest uzyskanie "zapłonu", co wymaga ogromnych temperatur i ciśnień. Jest to bardzo trudne do osiągnięcia.
3.Brak doświadczenia : Fuzja jądrowa jest wciąż w fazie badań i rozwoju, więc brakuje doświadczenia w jej praktycznym zastosowaniu.
Jak opanowanie fuzji jądrowej może zmienić świat
Jeżeli uda się opracować skuteczne metody produkcji energii z fuzji jądrowej, nasz świat z pewnością znacząco się zmieni. Będziemy bliżej obrazu świata przedstawianego w filmach takich jak Star Trek.
Fuzja jądrowa mogłaby stać się głównym źródłem energii w przyszłości, co z pewnością zmniejszy zależność naszej cywilizacji od ropy, gazu i węgla.
Opanowanie fuzji jądrowej mogłoby również przyczynić się do rozwoju nowych technologii, takich jak elektryczne samoloty i statki kosmiczne napędzane energią z fuzji jądrowej, taniego odsalania wody, konstruowania dużych projektów infrastrukturalnych na orbicie ziemskiej, zbudowania maszyn służących do absorbowania nadmiaru CO2 z atmosfery i wielu innych zastosowań, które w tej chwili nie są praktycznie ze względu na ich koszt.
Przyczyniłaby się również do rozwiązania sporego problemu jakim jest brak dostępności energii w wielu częściach świata. Te często oddalone od miast regiony, dostałyby ogromny impuls do dynamicznego wzrostu gospodarczego.
Tania i praktycznie nieograniczona energia skutkowałaby gigantycznym wzrostem gospodarczym całej planety i tym samym niewyobrażalnym jak na dzisiejsze standardy, poziomem życia ludzi.
Zamiast obecnych 3-4% rocznie, gospodarka Ziemi mogłaby spokojnie rosnąć powyżej 20% rocznie. Niektóre prognozy mówią nawet o 100% i więcej rocznie, a te najbardziej szalone o podwajaniu się PKB co parę tygodni, ale aby do tego doszło niezbędne jest zbudowanie Generalnej Sztucznej Inteligencji (AGI – Artificial General Intelligence) oraz bardzo wysoki poziom automatyzacji. Idziemy w tym kierunku, więc wszystko to jest oczywiście możliwe do osiągnięcia i to już całkiem niedługo.
