Tak to wyglądało w środku. Wideo pokazuje wnętrze reaktora podczas fuzji. Wyprodukowano rekordową ilość energii

Gdyby udało się nam na Ziemi wytworzyć energię w ten sam sposób, w który robi to Słońce, doświadczylibyśmy rewolucji nieporównywalnej z czymkolwiek w historii. Energia pozyskiwana w procesie łączenia jąder atomów lekkich pierwiastków to najczystsza forma energii, a prawidłowo skonstruowany generator mógłby stać się źródłem nieskończonej ilości czystej energii. Choć wciąż daleko nam do osiągnięcia czystej energii w ten sposób, niewątpliwie zbliżamy się do tego momentu.

Energia z fuzji jądrowej kusi naukowców od wielu lat. Aby jednak ją uzyskać, trzeba w warunkach laboratoryjnych stworzyć takie, które będą przypominały te panujące we wnętrzu Słońca. Powiedzieć, że jest to horrendalnie trudne, to nic nie powiedzieć. Aby doszło do procesu fuzji jądrowej, konieczne jest wytworzenie plazmy o temperaturze rzędu milionów stopni Celsjusza. Owszem, jest to możliwe, ale co miałoby utrzymać taką plazmę? Nie ma na Ziemi materiałów, które wytrzymałyby tak wysokie temperatury. Z tego też powodu naukowcy zamykają taką plazmę w specjalnych urządzeniach, tzw. tokamakach, które otoczone są potężnymi magnesami utrzymującymi plazmę z dala od ścian komory.

Wytworzenie tak gorącej plazmy to jedno, ale utrzymanie jej w miejscu to drugie. Jak na razie naukowcy są w stanie utrzymać ją przez zaledwie kilka sekund. Tyle czasu jesteśmy w stanie odprowadzać nadmiar ciepła z komory, w której znajduje się plazma.

Od kilku dekad największym tokamakiem na świecie jest tokamak JET znajdujący się w Culham pod Oksfordem w Wielkiej Brytanii. Jak na razie tylko tam naukowcy są w stanie wytworzyć plazmę, w której łączą się ze sobą jądra deuteru i trytu, dwóch ciężkich izotopów wodoru. Można zatem powiedzieć, że jest to jedyne miejsce, w którym zachodzi dokładnie taki proces fuzji jądrowej jak we wnętrzu Słońca.

Co więcej, naukowcy przekonują, że właśnie takie paliwo będzie służyło do wytwarzania czystej energii, kiedy w końcu osiągniemy energię netto w procesie fuzji jądrowej. Ostatnie testy z deuterem i trytem przeprowadzono - co może zaskakiwać - w 1997 roku. Od tego czasu - ze względu na bardzo ograniczoną dostępność trytu - korzystano w eksperymentach z wodoru i deuteru.

Ależ skąd. W procesie fuzji jądrowej uzyskano właśnie 59 megadżuli energii. Choć jest to już sporo, to jak na razie do niczego się nam to nie przyda. Jak już wspominałem wcześniej, naukowcy jak na razie są w stanie generować energię w procesie fuzji tylko przez krótki czas liczony w pojedynczych sekundach. Owszem jest to czysta energia, ale komu potrzebna jest elektrownia, która może pracować maksymalnie pięć sekund?

Co więcej, przed naukowcami stoi jeszcze jeden ważny problem: aby wytworzyć energię w procesie fuzji jądrowej, póki co trzeba do urządzenia dostarczyć trzy razy więcej energii. Na razie zatem dopłacamy do interesu. Jakby nie patrzeć, za każdym razem gdy tokamaki biją rekordy, ta przepaść się zmniejsza. Naukowcy z niecierpliwością czekają zatem na moment, w którym ilość energii pozyskiwanej z fuzji jądrowej będzie wyższa od ilości energii włożonej do jej wyprodukowania. Kiedy bilans w końcu przesunie się z ujemnego na dodatni, będziemy mieli do czynienia z rewolucją w świecie nauki. Czysta energia stanie się dostępna i co ważniejsze nieograniczona.

We wspomnianym wcześniej eksperymencie z 1997 roku w tokamaku JET udało się wyprodukować 22 megadżule energii i był to absolutny rekord aż do teraz. W najnowszym eksperymencie, który wykonano już po znaczącym udoskonaleniu tokamaka (m.in. wewnętrzną powierzchnię komory pokryto warstwą berylu i wolframu, dzięki czemu będzie ona bardziej wytrzymała niż wcześniejsza), udało się w końcu pobić ten rekord i osiągnąć aż 59 megadżuli energii.

5 sekund potrzebowano na wytworzenie 59 megadżuli energii w laboratorium Joint European Torus (JET). Energia ta odpowiada otrzymanej z około 14 kg trotylu. Poniższe wideo pokazuje żarzącą się plazmę w czasie eksperymentu.

O dłuższym niż 5 sekund czasie będzie można pomyśleć, dopiero kiedy zakończy się budowa nowego, znacznie większego tokamaka ITER, który powstaje aktualnie na południu Francji. Tokamak JET pozwala jednak naukowcom przygotować się do pracy w ITER i zaplanować odpowiednie eksperymenty. Dzięki temu w końcu być może już za kilka lat uda się uzyskać w ITER przechylić wahadło na naszą korzyść i wytworzyć więcej energii niż trzeba będzie użyć. Pozostaje trzymać kciuki i uzbroić się w cierpliwość, jest bowiem na co czekać.