Pod koniec lipca 2020 r. we Francji odbyła się oficjalna uroczystość, podczas której zainaugurowano montaż tokamaka ITER. Po 14 latach od podpisania w Paryżu porozumienia dotyczącego budowy i eksploatacji eksperymentalnego reaktora termojądrowego kolejnej generacji – projekt ITER wszedł w decydującą fazę.
Wydarzenie, które jest ważnym krokiem w kierunku opanowania fuzji jako źródła energii, było szeroko komentowane w mediach na całym świecie.
Dyrektor Instytutu Fizyki Plazmy i Laserowej Mikrosyntezy prof. Andrzej Gałkowski i prof. Monika Kubkowska, kierownik krajowego konsorcjum zajmującego się fuzją, wystąpili w audycji „Eureka” w radiowej Jedynce. Goście wyjaśnili słuchaczom między innymi, jakie trudności wiążą się z odtworzeniem w warunkach ziemskich reakcji zachodzących wewnątrz Słońca oraz dlaczego spośród wszystkich możliwych reakcji synteza deuteru i trytu – dwóch izotopów wodoru – została wybrana jako źródło energii dla przyszłych elektrowni termojądrowych.
Instytut Fizyki Plazmy i Laserowej Mikrosyntezy, który jest koordynatorem badań fuzyjnych w Polsce, w ramach krajowego Centrum naukowo-przemysłowego Nowe Technologie Energetyczne (CeNTE), prowadzi badania naukowe związane z projektem ITER.
Link do audycji: www.polskieradio.pl
Udziałowcami projektu ITER są: Unia Europejska, Japonia, USA, Rosja, Chiny, Indie i Korea Południowa. Siedmiu partnerów zdecydowało, że ITER zlokalizowany będzie w Cadarache, małej miejscowości na południu Francji, w pobliżu Aix-en-Provence.
ITER będzie kolejnym krokiem na drodze do opanowania nowego źródła uwolnionej energii syntezy lekkich jąder. Reaktor ma wytwarzać ponad 500 MW energii pochodzącej z fuzji, a jego głównym celem jest ostateczna prezentacja możliwości wytwarzania elektryczności za pomocą reakcji fuzji. Celem projektu jest zademonstrowanie naukowej i technicznej realności fuzji jądrowej jako podstawy energetyki termojądrowej.
Podstawowe parametry ITER-a:
• duży promień – 6,2 m;
• mały promień – 2 m;
• objętość komory – 840 m3;
• natężenie prądu w plazmie – 15 MA;
• indukcja magnetyczna – 5,3 T;
• koncentracja plazmy – 1020 m−3;
• czas trwania wyładowania – 500 s w trybie impulsowym i 1000 s w trybie quasi-ciągłym;
• moc urządzeń nagrzewających plazmę (falami elektromagnetycznymi o częstości 50 MHz i 170 GHz oraz wiązkami cząstek) – 75 MW;
• temperatura plazmy – 120 MK;
• moc wytwarzana (w reakcji syntezy) – 500÷700 MW;
• współczynnik wzmocnienia (moc syntezy/moc nagrzewania) – 10 w trybie impulsowym i 5 w trybie quasi-ciągłym;
• średnie obciążenie powierzchni tokamaka wskutek promieniowania neutronowego – 0,5 MW/m2.
Kwestią niezwykle ważną w skali świata jest dostarczenie ludzkości stabilnego źródła energii. Niewykluczone, że to właśnie fuzja jądrowa zapewni dostatecznie duże ilości energii użytecznej (praktycznie nieskończone), będąc przy tym źródłem bezpiecznym, dostępnym w każdym punkcie kuli ziemskiej i niepowodującym emisji groźnych gazów do atmosfery.
Pytanie jest tylko takie: kiedy jesteśmy w stanie opracować technologię, która pozwoli uzyskiwać z syntezy energię elektryczną na skalę przemysłową, a energetyka termojądrowa będzie ekonomicznie opłacalna. Profesor Andrzej Gałkowski odpowiada na to pytanie słowami Lwa Arcymowicza, jednego z pionierów badań nad fuzją jądrową: „Dokładnie wtedy, kiedy ludzkość będzie jej potrzebowała”. Ten czas się zbliża.
Zdjęcie: Credit © ITER Organization, http://www.iter.org/
