Európska rada odklepla ďalších vyše 5 miliárd Eur na projekt fúzie ITER

Európska rada odsúhlasila nové financovanie 5, 61 miliárd Eur na projekt Medzinárodného termonukleárneho experimentálneho reaktora (ITER) na obdobie sedem rokov.

0
130
Vákuová nádoba, ITER
Vákuová nádoba, projekt ITER. Zdroj: https://www.iter.org/

Rada vo svojom vyhlásení uviedla, že podľa odhadov Európskej komisie by mal ITER dosiahnuť dôležitý medzník prvej plazmy pravdepodobne v decembri 2025. Úplná prevádzka sa odhaduje na rok 2035. „Očakáva sa, že energia jadrovej syntézy ako životaschopný komerčný zdroj energie nebude vyrábať elektrinu skôr ako v roku 2050,“ uviedla rada.

Celkové náklady na projekt ITER v Cadarache v južnom Francúzsku boli stanovené na 20 miliárd Eur. Reaktor bude replikovať reakcie, ktoré prebiehajú na Slnku a je zameraný na demonštráciu toho, že fúzia sa dá využívať v komerčnom meradle.

Európa prispieva takmer polovicou nákladov na výstavbu. Ostatní členovia podniku – Spojené kráľovstvo, Čína, India, Japonsko, Južná Kórea, Rusko a USA – prispievajú rovnakým dielom k zvyšku. Pôvodnú dohodu o výstavbe podpísali v novembri 2006 Euratom, USA, Rusko, Japonsko, Čína, Južná Kórea a India.

ITER je najväčší experiment s jadrovou syntézou na svete. Podľa webovej stránky je výstavba tokamaku ITER dokončená na 72 %.

Predpokladá sa, že ITER preklenie priepasť medzi dnešnými experimentálnymi fúznymi zariadeniami menšieho rozsahu a demonštračnými elektrárňami budúcnosti. Vedci budú môcť študovať plazmu za podmienok podobných tým, ktoré sa očakávajú v budúcej elektrárni a testovať technológie ako vývin tepla, riadenie, diagnostika, kryogenika a diaľková údržba.

Čo je to jadrová fúzia?

Fúzia je rovnaký proces, aký prebieha v Slnku a ďalších hviezdach vo vesmíre. Energia sa vyvíja spojením ľahkých atómov, napríklad vodíka, pri extrémne vysokých tlakoch a teplotách. Tieto konkrétne podmienky sú splnené v jadre Slnka, kde sú teploty až 15 miliónov °C.

Extrémne vysoké teploty uvedú plyn do stavu plazmy, čo je v podstate elektricky nabitý plyn. Aj keď sa plazma na Zemi vyskytuje zriedka, predpokladá sa, že viac ako 99 % vesmíru existuje ako plazma.

Na replikáciu tohto procesu na Zemi je potrebné zahriať plyny na extrémne vysoké teploty okolo 150 miliónov stupňov Celzia, kedy sa atómy stanú úplne ionizované. Najjednoduchšia metóda pre tento typ fúznej reakcie je s dvomi izotopmi vodíka: deutériom extrahovaným z vody a tríciom vyrobeným počas fúznej reakcie kontaktom s lítiom. Keď sa jadrá deutéria a trícia spájajú, vytvárajú jadro hélia, neutrón a uvoľní sa veľa energie.

Tokamak ITER

Tokamak ITER bude mať hmotnosť 23 000 ton a výšku 60 metrov. V tokamaku je plazma držaná v prstenci. Pomocou cievok sa vytvára magnetické pole, ktoré spôsobuje, že častice plazmy obiehajú v špirálach bez kontaktu so stenami komory.

Neutróny nemajú elektrický náboj a magnetické polia ich neovplyvňujú, čo im umožňuje uniknúť z plazmy. Neutróny sú potom absorbované okolitými stenami, ktorým odovzdajú svoju energiu ako teplo a vytvárajú paru v bazénoch s vodou.

Koľko energie poskytne tokamak ITER?

Svetový rekord v oblasti fúznej energie má európsky tokamak Jet vo Veľkej Británii, ktorý v roku 1997 vygeneroval 16 MW z celkového vstupného vykurovacieho výkonu 24 MW.

ITER je navrhnutý tak, aby dosiahol 10-násobnú návratnosť energie alebo 500 MW energie fúzie z 50 MW vstupného vykurovacieho výkonu. Ak by bol prevádzkovaný nepretržite a pripojený k elektrickej sieti, malo by to za následok asi 200 MW elektrickej energie, čo je dosť pre asi 200 000 domácností.

Tento projekt nebude zachytávať energiu, ktorú vyrába ako elektrinu, ale pripraví pôdu pre stroj, ktorý dokáže.

Komerčné fúzne zariadenie bude navrhnuté s mierne väčšou plazmovou komorou pre 10 až 15-krát vyšší elektrický výkon. Napríklad fúzna elektráreň s výkonom 2000 MW by dodávala elektrinu pre dva milióny domácností.