Kolejny sukces Amerykanów w procesie uzyskania fuzji termojądrowej. Czy nowa technologia zastąpi OZE?

W grudniu 2022 r. amerykańscy naukowcy dokonali przełomu w fuzji termojądrowej. Dzięki eksperymentowi przeprowadzonemu w Kalifornii po raz pierwszy w historii udało się uzyskać więcej energii niż włożono w zainicjowanie procesu, który zachodzi w słońcu. 30 lipca eksperyment z sukcesem został powtórzony. Czy czeka nas przełom?

Fuzja termojądrowa

Badania nad fuzją termojądrową toczą się od lat 50-tych XX wieku. Tak naprawdę to proces zachodzący w gwiazdach, z którym ludzkość wiąże wielkie nadzieje. Docelowo fuzja mogłaby pomóc uzyskiwać olbrzymie ilości energii z niewielkiej ilości paliwa. Jednak proces łączenia dwóch atomów w przeciwieństwie do energetyki jądrowej, a więc rozszczepienia atomu, nie generowałby szkodliwych odpadów. Byłby również zeroemisyjny co nie jest bez wpływu na klimat.

„Mały atom” doścignął „duży atom”? W 2,5 roku wdrożono w SMR-ach podobną ilość kamieni milowych co w trwającym 13 lat programie klasycznych elektrowni jądrowych

Amerykański eksperyment

Do przeprowadzenia fuzji termojądrowej konieczne jest rozpędzenie dwóch atomów np. deuteru z deuterem albo deuteru z trytem. Wydziela się wtedy energia. Taki efekt uzyskuje się np. poprzez kompresję plazmy impulsem laserowym, lub rozpędzając ją podgrzewaniem gazu do wysokich temperatur.

Dotąd problemem było uzyskanie odpowiedniego bilansu energetycznego fuzji termojądrowej. W zainicjowanie produkcji energii wkładano dużo więcej energii niż jej uzyskiwano. Bilans był ujemny. W przypadku Amerykanów jest inaczej.

Przełom został osiągnięty w Narodowym Laboratorium Lawrence’a. W grudniu 2022 r. w fuzji termojądrowej udało się uzyskać 2,5 megadżuli energii, zużywając 2,1 megadżuli energii do zasilenia laserów. To dało dodatni, dwudziestoprocentowy bilans całego procesu. Po raz pierwszy w historii. 30 lipca udało się powtórzyć z sukcesem ten eksperyment. Nie ma więc mowy o przypadku.

Przełom w fuzji jądrowej?

Laboratorium Lawrence’a używa potężnych laserów, by przekazać energię do małej kapsuły, która pod wpływem światła laserowego imploduje ściskając paliwo termojądrowe. Paliwem jest deuter i tryt - czyli izotopy wodoru.

Eksperymenty z grudnia i lipca przygotowywano przez długi czas. W rzeczywistej elektrowni taka reakcja musi zajść nawet 10 razy na sekundę, by była opłacalnym i użytecznym źródłem energii. Dlatego do komercjalizacji nowej technologii jeszcze daleka droga.

Co z tego wynika?

Okiełznanie fuzji termojądrowej stanowiłoby globalny przełom w sektorze energetycznym. Niewykluczone, że zmieniłby się paradygmat inwestycyjny w tej branży. Skomercjalizowanie amerykańskich eksperymentów w postaci dużych elektrowni mogłoby wywołać podobne skutki jak szybki rozwój OZE, które wypierają paliwa kopalne. Niewykluczone, że fuzja termojądrowa nie generująca odpadów, tworzona w oparciu o minimalne ilości paliwa, a w dodatku nieobciążająca klimat, zaczęłaby zastępować dziś szybko rozwijającą się energetykę odnawialną. Do tego jednak bardzo daleka droga, z pewnością wkraczająca poza horyzont 2050 r. stanowiącą umowną granicę koniecznych redukcji emisji, by zatrzymać globalne ocieplenie.

Rośnie napięcie pomiędzy Westinghouse i KHNP. Chodzi o eksport technologii jądrowych