Europos tyrėjai, prisidedant ir Lietuvos energetikos institutui, pasiekė branduolių sintezės būdu pagamintos energijos rekordą (Video)

EUROfusion konsorciumo tyrėjai – 4800 ekspertų, studentų ir darbuotojų iš visos Europos, taip pat ir iš Lietuvos – Lietuvos energetikos instituto, bendrai finansuojami Europos Komisijos – panaudojo Jungtinės Europos Toro (angl. Joint European Torus – JET) įrenginį išgaunat rekordinius 59 megadžaulius stabilios branduolių sintezės energijos.

Šis JET, didžiausio ir galingiausio pasaulyje tokamako, veikiančio Jungtinėje Karalystėje, pasiekimas daugiau nei dvigubai viršija ankstesnį 21,7 megadžaulio branduolių sintezės būdu pagamintos energijos rekordą, pasiektą 1997 m. Tai yra dalis specialios EUROfusion konsorciumo sukurtos eksperimentinės kampanijos, kurios tikslas išbandyti daugiau nei per du dešimtmečius sukauptą branduolių sintezės tyrimų patirtį ir pasirengti tarptautinio ITER (angl. International Thermonuclear Experimental Reactor) projekto pradžiai.

Pasiektas rekordas ir duomenys iš šių svarbių mokslinių eksperimentų yra didelis impulsas ITER – didesnei ir pažangesnei JET įrenginio versijai. ITER yra branduolių sintezės tyrimų projektas, vykdomas Pietų Prancūzijoje ir remiamas septynių narių – Kinijos, Europos Sąjungos, Indijos, Japonijos, Pietų Korėjos, Rusijos ir JAV. ITER tikslas – pademonstruoti mokslinį ir technologinį branduolių sintezės energijos įgyvendinamumą.

Didėjant poreikiui kovoti su klimato kaitos padariniais, dekarbonizuojant energijos gamybą, ši sėkmė yra didelis žingsnis pirmyn įgyvendinant branduolių sintezės, kaip saugaus, veiksmingo ir mažai anglies dioksido į aplinką išskiriančio energijos gamybos būdo, planą sprendžiant pasaulinę energijos krizę.

Dr. Bernard Bigot, ITER generalinis direktorius, šį pasiekimą laiko patvirtinimu, jog ateityje pasaulis naudos branduolių sintezės energiją:  „Stabilus deuterio ir tričio sintezės pulsas šiuo lygiu – beveik pramoniniu mastu – suteikia aiškų patvirtinimą visiems, dalyvaujantiems pasaulinėse sintezės paieškose. JET rezultatai yra aiškus patvirtinimas, kad einame teisingu keliu link viso branduolių sintezės potencialo panaudojimo.

„Šis pasiekimas yra ilgus metus trukusio EUROfusion tyrėjų komandos pasirengimo rezultatas. Rekordai ir, dar svarbiau, žinios, kurias įgijome apie branduolių sintezę, visiškai patvirtina mūsų prognozes ir rodo, kad einame teisingu keliu į būsimą branduolių sintezės energijos pasaulį. Jei galime išlaikyti branduolių sintezę penkias sekundes, galime tai padaryti ir penkias minutes, o tada ir penkias valandas, kai išplėsime savo veiklą su būsimais įrenginiais“.

„Tai didi akimirka kiekvienam iš mūsų ir visai branduolių sintezės bendruomenei. Labai svarbu, kad eksploatavimo patirtis, kurią įgijome realiomis sąlygomis, suteikia mums didelį pasitikėjimą kitam eksperimentų etapui ITER ir Europos demonstracinėje branduolių sintezės elektrinėje EU DEMO, kuri skirta elektros tiekimui į tinklą“ – džiaugėsi EUROfusion generalinis direktorius Tony Donné.

Ian Chapman, UKAEA (angl. United Kingdom Atomic Energy Authority) generalinis direktorius, pridūrė: „ Šie reikšmingi rezultatai leido mums žengti didelį žingsnį arčiau vieno didžiausių mokslo ir inžinerinių iššūkių įveikimo. Tai daugiau nei 20 metų tyrimų ir eksperimentų su mūsų partneriais iš visos Europos bendrų pastangų rezultatas.

Akivaizdu, kad turime įvykdyti reikšmingus pokyčius, kad kovotume su klimato kaitos poveikiu, o branduolių sintezė turi itin daug potencialo. Mes kaupiame žinias ir kuriame naujas technologijas, reikalingas energijos ištekliui, padėsiančiam apsaugoti planetą ateities kartoms. Mūsų pasauliui reikia sintezės energijos“.

EUROfusion konsorciume tyrimus vykdo ir mokslininkai iš Lietuvos energetikos instituto. LEI atstovo dr. Egidijaus Urbonavičiaus teigimu, branduolių sintezė – ne tik ateities technologija, ji jau šiuo metu plečia mokslinio pažinimo ribas ir kuria naujas technologijas, taikomas ne tik branduolių sintezės energetikoje, bet ir medicinoje, pramonėje ar kitose srityse. Džiugu, kad Lietuvos energetikos instituto mokslininkai prisidėjo prie JET eksperimentų, nagrinėdami plazmos galios pasiskirstymą reaktoriuje ir tirdami neutronų pernašos ir radiacijos sklaidos procesus.

Pasak Volker Naulin, EUROfusion mokslo departamento vadovo, JET eksperimentų kampanija buvo sukurta tam, kad būtų optimaliai pasirengta ITER projekto pradžiai, tiriant ten vyksiančius energetinius procesus ir ruošiant naujos kartos sintezės tyrėjus. „Eksperimentai patvirtino mūsų prognozes ir mus paskatino dėti visas pastangas, kad būtų laiku užtikrinta sėkminga ITER eksploatacija. Rezultatai patvirtina sprendimą dėl Europos DEMO elektrinės, nes branduolių sintezė reikalinga ilgalaikiam energijos tiekimo dekarbonizavimui“.

Sintezės energijos potencialas

Branduolių sintezė – procesas, kuris maitina tokias žvaigždes kaip mūsų Saulė, žada beveik neribotą švarios elektros energijos šaltinį, naudojant nedidelius degalų kiekius, kuriuos visame pasaulyje galima išgauti iš nebrangių medžiagų. Branduolių sintezės procesas aukštoje temperatūroje sujungia lengvų elementų, tokių kaip vandenilis, atomus, kad susidarytų helis ir būtų išskiriama didžiulė energija. Sintezė iš prigimties yra saugi, nes jos metu negali įvykti nevaldoma grandininė reakcija.