Sztuczne słońce tworzące nieograniczoną energię
Sztuczne słońce może być rozwiązaniem, którego poszukują naukowcy na całym świecie, technologia ta pozwoli pozyskiwać nieograniczoną energię.
W poszukiwaniu czystej i nieograniczonej energii, naukowcy na całym świecie intensywnie pracują nad technologią, która mogłaby zrewolucjonizować sposób, w jaki czerpiemy energię z technologii
Jednym z najbardziej obiecujących projektów jest tzw. sztuczne słońce, czyli reaktory termojądrowe zdolne do przeprowadzenia kontrolowanej fuzji jądrowej. W ostatnich miesiącach dokonano przełomowych osiągnięć w tej dziedzinie, szczególnie w Chinach i Korei Południowej.
Sztuczne słońce to nazwa nadana reaktorom fuzji jądrowej, które mają na celu naśladowanie procesów zachodzących w rdzeniu naszego Słońca. Fuzja jądrowa polega na łączeniu jąder lekkich atomów w jedno cięższe jądro, co uwalnia ogromne ilości energii. Proces ten jest przeciwny do rozszczepienia jądrowego, które polega na rozbijaniu ciężkich jąder atomowych.
Reaktor fuzji jądrowej to urządzenie, którego główną częścią jest tokamak – komora magnetyczna. W tokamaku plazma, czyli zjonizowany gaz, który jest mieszaniną deuteru i trytu, jest utrzymywana w kształcie pączka za pomocą silnych pól magnetycznych. Wnętrze tokamaku jest otoczone przez potężne elektromagnesy nadprzewodzące, które tworzą i kontrolują pole magnetyczne, a także układy chłodzenia, osłony ochronne. Wytworzona plazma ze zjonizowanego gazu jest utrzymywana w słupie reaktora, dzięki wytworzonemu polowi elektromagnetycznemu.
Koreański reaktor KSTAR (Korea Superconducting Tokamak Advanced Research) niedawno pobił własny rekord, utrzymując plazmę o temperaturze 100 milionów stopni Celsjusza przez 48 sekund. Jest to kluczowy krok w kierunku osiągnięcia stabilnej i długotrwałej fuzji jądrowej. Poprzedni rekord ustanowiony w grudniu 2023 roku wynosił 30 sekund. Szybkość wzrostu utrzymania tak trudnej operacji pokazuje, że technologia zbliża się do celu, jakim jest ciągłe utrzymanie reakcji fuzji przez 300 sekund do roku 2026.
KSTAR działa jako pilot dla międzynarodowego projektu ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) we Francji, który ma na celu zademonstrowanie przemysłowej wykonalności energii z fuzji jądrowej. ITER jest jednym z największych i najbardziej ambitnych projektów naukowych na świecie, mającym na celu przekształcenie fuzji w realne źródło energii dla ludzkości
Chińskie „sztuczne słońce”, czyli reaktor EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak), również osiągnął imponujące wyniki. W grudniu 2023 roku reaktor ten osiągnął rekordową temperaturę plazmy wynoszącą 158 milionów stopni Celsjusza, co jest znacznie wyższą wartością niż temperatury w jądrze Słońca.
Fuzja jądrowa ma potencjał, by stać się niemal nieograniczonym źródłem energii. Jest bezpieczniejsza i bardziej ekologiczna niż energia jądrowa oparta na rozszczepieniu jąder atomowych, ponieważ nie produkuje długo utrzymujących się odpadów radioaktywnych. Co więcej, surowce potrzebne do przeprowadzenia fuzji, takie jak deuter i tryt, są stosunkowo łatwo dostępne i mogą być pozyskiwane z wody morskiej.
Mimo obiecujących postępów, technologia fuzji jądrowej wciąż napotyka na wiele wyzwań. Utrzymanie stabilnej plazmy w ekstremalnie wysokich temperaturach i ciśnieniach wymaga zaawansowanej technologii i precyzyjnej kontroli. KSTAR, podobnie jak inne tokamaki, używa silnych magnesów do zamykania plazmy w kształcie pączka (torus). Proces ten jest niezwykle skomplikowany i wymaga dalszych badań i udoskonaleń.
Kolejne lata będą kluczowe dla rozwoju i wdrożenia technologii fuzji jądrowej. Inwestycje w badania i rozwój tej technologii są niezbędne, aby przyspieszyć jej komercjalizację. Międzynarodowa współpraca, jak w przypadku projektu ITER, jest kluczem do sukcesu, ponieważ pozwala na wymianę wiedzy i zasobów między naukowcami z różnych krajów.
Reaktory fuzji jądrowej, stanowią jedną z najbardziej obiecujących technologii przyszłości. Osiągnięcia takie jak te dokonane przez KSTAR i EAST pokazują, że jesteśmy coraz bliżej przemiany fuzji w praktyczne źródło energii. Jeśli uda się przezwyciężyć obecne wyzwania technologiczne, fuzja jądrowa może stać się fundamentem globalnego systemu energetycznego, oferując czystą, bezpieczną i niemal nieograniczoną energię dla przyszłych pokoleń.
Szymon Ślubowski
