Američki naučnici napravili su veliku prekretnicu u svojim pokušajima da usavrše proces koji bi potencijalno mogao da isporuči gotovo neograničene zalihe energije. Nuklearna fuzija se ne oslanja na fosilna goriva niti proizvodi štetne gasove staklene bašte, pa bi takođe mogla pomoći u borbi protiv klimatskih promjena.
Šta je nuklearna fuzija?
Nuklearna fuzija je proces koji Suncu daje energiju. Naučnici iz više od 50 zemalja pokušavaju da taj proces pokrenu na Zemlji od 1960-ih. Nadaju se da bi to na kraju moglo da obezbijedi ogromne količine čiste energije za svijet. Nuklearna fuzija je proces tokom kojeg se više atomskih jezgara spajaju formirajući jedno teže jezgro. To je suprotno od nuklearne fisije, u kojoj se teška atomska jezgra razdvajaju. Nuklearne elektrane trenutno koriste nuklearnu fisiju za proizvodnju električne energije.
Zašto je nuklearna fuzija toliko važna?
Nuklearna fisija proizvodi mnogo radioaktivnog otpada, koji može biti opasan i mora se bezbijedno skladištiti – potencijalno stotinama godina. Otpad proizveden nuklearnom fuzijom je manje radioaktivan i mnogo brže se raspada. Nuklearnoj fuziji nisu potrebna fosilna goriva poput nafte ili gasa. Takođe ne stvara gasove staklene bašte, koji zadržavaju sunčevu toplotu i odgovorni su za klimatske promjene. Većina eksperimenata fuzije koristi vodonik, koji se može jeftino izdvojiti iz morske vode i litijuma, što znači da zalihe goriva mogu trajati milionima godina. Opisan je kao “sveti gral” proizvodnje energije.
Kako funkcioniše nuklearna fuzija?
Kada se dva atoma lakog elementa kao što je vodonik zagriju i kombinuju da formiraju jedan teži element kao što je helijum, nuklearna reakcija proizvodi ogromne količine energije koja se može uhvatiti.
Ali kombinovati dva identična elementa je zapravo veoma teško. Pošto imaju isti pozitivan naboj, prirodno se odbijaju, pa je za savladavanje ovog otpora potrebno mnogo energije. Na Suncu se to dešava zahvaljujući ekstremno visokim temperaturama od oko deset miliona stepeni Celzijusa i značajnom pritisku – više od 100 milijardi puta većeg od Zemljine atmosfere.
Na Zemlji, naučnici su koristili različite tehnike u pokušaju da ponovo stvore ove uslove, međutim pokazalo se da je veoma teško održavati potrebnu visoku temperaturu i pritisak dovoljno dugo. Američko Nacionalno postrojenje za paljenje (NPP) objavilo je da je uspešno koristilo laser sa 192 zraka za pretvaranje male količine vodonika u energiju dovoljno za napajanje oko 15-20 kotlića.
To znači da su – po prvi put – naučnici uspjeli da generišu više energije od lasera uloženih u eksperiment.
Kada će biti moguća nuklearna fuzija velikih razmjera?
Uprkos nizu obećavajućih otkrića u posljednjih nekoliko godina, nuklearna fuzija velikih razmjera je još uvijek udaljena nekoliko godina. U februaru su evropski naučnici u laboratoriji JET sa sjedištem u Velikoj Britaniji oborili sopstveni svjetski rekord u količini proizvedene energije u trajanju od pet sekundi.
Ali čak ni uspješan NPP eksperiment u SAD-u nije proizveo više energije nego što je bilo potrebno da bi laseri uopšte funkcionisali – a istraživački program, da bi se došlo do ove tačke, koštao je milijarde dolara.
Iako su fizičari zadovoljni američkim rezultatima oni ističu da je potrebno mnogo više posla prije nego što bi nuklearna fuzija mogla da se koristi za napajanje domova ili preduzeća.
Naučnici će se sada fokusirati na bržu i jeftiniju reprodukciju fuzije.
Koliko je bezbijedna nuklearna fuzija?
Međunarodna agencija za atomsku energiju nazvala je nuklearnu fuziju “suštinski bezbijednom”.
Uslovi potrebni za pokretanje i održavanje reakcije fuzije su toliko ekstremni da je nemoguće da ona izmakne kontroli.
„Fuzija je samoograničavajući proces: ako ne možete da kontrolišete reakciju, mašina se sama isključuje“, objasnio je Sehila González de Vicente iz Međunarodne agencije za atomsku energiju.
Niži nivo radioaktivnog otpada proizvedenog ovim procesom u poređenju sa nuklearnom fisijom je takođe mnogo lakši za rukovanje i skladištenje.
Može li nuklearna fuzija pomoći u borbi protiv globalnog zagrijavanja?
Nuklearna fuzija se ne oslanja na fosilna goriva poput nafte ili gasa i ne proizvodi nijedan od gasova staklene bašte koji izazivaju globalno zagrijavanje.
Za razliku od solarne energije ili energije vjetra, ona ne zavisi od povoljnih vremenskih uslova. Koristi dva relativno obilna materijala koja se nalaze na Zemlji: litijum i vodonik.
Široka upotreba nuklearne fuzije mogla bi pomoći zemljama da ispune svoje ciljeve za proizvodnju “neto nula” emisija do 2050. godine. Međutim, proći će mnogo godina prije nego što se ovi eksperimentalni uspjesi mogu značajno uvećati.
Ovakva otkrića rješavaju mnoge probleme sa kojima se susrećemo, ali da li će napraviti nove?
Ono što nas zabrinjava jeste na koji način ćemo dobiti velike količine litijuma, a da prilikom izvlačenja ne uništimo prirodu.
Prir. N.B.
Izvor: www.bbc.com
