Didžiulis proveržis branduolinės sintezės energijos srityje: Jungtinis Europos Toras pasiekė pagamintos energijos rekordą - prisidėjo ir Lietuvos mokslininkai (Video)

Trečiadienį Jungtinėje Karalystėje dirbantys mokslininkai paskelbė daugiau nei dvigubai padidinę ankstesnį branduolių sintezės generavimo ir palaikymo rekordą.

Milžiniškoje spurgos formos mašinoje, vadinamoje tokamaku, mokslininkai, dirbantys Anglijos kaimelyje Culhame, netoli Oksfordo, praėjusių metų gruodžio 21 d. sugebėjo sukurti rekordinį 59 megadžaulių nuolatinės sintezės energijos kiekį per penkias sekundes. Penkios sekundės yra riba, kurią mašina gali išlaikyti, kol jos magnetai neperkais.

Magnetinis laukas reikalingas norint išlaikyti aukštą temperatūrą, reikalingą sintezės procesui vykdyti, kuri gali būti net 150 milijonų laipsnių Celsijaus, 10 kartų karštesnė už Saulės centrą.

„Mūsų eksperimentas pirmą kartą parodė, kad tvarus sintezės procesas įmanomas naudojant lygiai tokį patį kuro mišinį, kaip planuojama būsimose branduolių sintezės elektrinėse“, – spaudos konferencijoje sakė „EUROfusion“ generalinis direktorius Tony Donné.

„EUROfusion“, konsorciumas, kurį sudaro 4800 ekspertų, studentų ir darbuotojų iš visos Europos (įskaitant ir Lietuvos), įgyvendino projektą bendradarbiaudamas su Jungtinės Karalystės atominės energijos institucija. Prie finansavimo prisidėjo ir Europos Komisija.

Branduolinės sintezės energijos potencialas yra didžiulis. JET eksperimente buvo naudojami elementai deuteris ir tritis, kurie yra vandenilio izotopai. Tikėtina, kad šie elementai bus naudojami komercinio masto sintezei ir jų galima rasti jūros vandenyje.

„Energija, kurią galite gauti iš deuterio ir tričio kuro, yra didžiulė. Pavyzdžiui, norint užtikrinti visą dabartinį Jungtinės Karalystės elektros poreikį per dieną, reikėtų 0,5 tonos deuterio, kurį būtų galima išgauti iš jūros vandens, kur jo koncentracija yra gausi“, – CNN sakė Tony Roulstone iš Kembridžo universiteto Inžinerijos katedros.

Jis sakė, kad JET generuojama sintezė yra maždaug tokia pati kaip vėjo turbina ir gali tiekti energiją vienam namui per dieną. „Tačiau jei sintezės energija būtų generuojama pakartotinai, ji gali aprūpinti tūkstančius namų.“

„Šie reikšmingi rezultatai leido mums didžiuliu žingsniu priartėti prie vieno didžiausių mokslo ir inžinerinių iššūkių įveikimo“, – sakė Jungtinės Karalystės atominės energijos tarnybos generalinis direktorius Ianas Chapmanas.

Branduolinių medžiagų tyrinėtojas iš Londono imperatoriškojo koledžo Markas Wenmanas savo pareiškime teigė, kad eksperimento rezultatai yra „įdomūs“ ir, kad jie rodo, jog „sintezės energija iš tikrųjų nebėra tik tolimos ateities svajonė, tai švarus energijos šaltinis, kuris pasiekiamas jau dabar“.

Oksfordo tokamakas, vadinamas Jungtiniu Europos Toru (JET), buvo paveiktas tokio didelio karščio ir slėgio, kad šis eksperimentas greičiausiai yra paskutinis. Tačiau jo rezultatai laikomi didžiuliu indėliu ITER – sintezės megaprojektui Pietų Prancūzijoje, kurį remia JAV, Kinija, Europos Sąjunga, Indija, Japonija, Korėja ir Rusija. ITER projektas yra pastatytas 80 proc., o branduolių sintezę ketinama pradėti 2025–2026 m.

Nors JET tikslas buvo įrodyti, kad branduolių sintezė gali būti sukurta ir palaikoma, ITER tikslas yra pagaminti dešimteriopai didesnę energijos grąžą arba 500 MW sintezės energijos iš 50 MW kuro.

Rezultatai yra daug žadantys, tačiau iki branduolinės sintezės, kaip kasdienio energijos šaltinio, įvaldymo dar toli.

„JET rezultatai yra įspūdingi ir tikriausiai gerės, kai mokslininkai tęs eksperimentus. JET pagamino didelę 12 MW galią, bet šiuo metu tik penkias sekundes. Reikia daug ilgesnio sintezės degimo“, – sakė Roulstone.

Naujausia Tarpvyriausybinės klimato kaitos komisijos (IPCC) ataskaita rodo, kad pasaulis per šį dešimtmetį turi beveik perpus sumažinti išmetamų šiltnamio efektą sukeliančių dujų kiekį ir iki 2050 m. pasiekti nulinį grynąjį išmetamųjų teršalų kiekį, kad būtų suvaldytas pasaulinis atšilimas. Tai reiškia greitą perėjimą nuo iškastinio kuro, pavyzdžiui, anglies, naftos ir dujų.

Tarpvyriausybinės klimato kaitos komisijos teigimu, šie veiksmai yra būtini, kad būtų galima sustabdyti atšilimą iki 1,5 laipsnio Celsijaus, palyginti su ikipramoninio laikotarpio lygiu, o tai yra slenkstis, galintis smarkiai pabloginti klimato kaitos poveikį.