Krajem prošle godine svijetom se proširila vijest o eksperimentu kojim su znanstvenici SAD- a prvi put dobili više energije nego što su uložili koristeći se nuklearnom fuzijom. Proces u kojem se dvije atomske jezgre spoje u jednu, lakšu od zbroja svojih prethodnica moguće je izvesti u posebno dizajniranim napravama. Hrvoje Grganić odgovoran za opremu i upravljačke sustave u novim nuklearnim elektranama širom svijeta kazao je da se fuzija može odvijati samo u ekstremnim uvjetima.
"Za fuzijske elektrane kažemo da su ‘Sunce na Zemlji‘, a u njima se oslobađa energija po poznatoj Einsteinovoj E = mc2 jednadžbi", kazao je Grganić.
Voda za kraće tuširanje
Malo m u formuli predstavlja razliku u masama jezgri prije i nakon oslobođenja energije, a c brzinu svjetlosti, objasnio je Grganić. U tom procesu najbitnije je dostići vrlo visoke temperature kako bi se svladale odbojne sile čestica.
"Na Suncu se to događa bez prekida, ali mi smo još uvijek daleko od toga da komercijaliziramo fuziju", rekao je bivši radnik nuklearne elektrane Krško.
U zadnjim člancima o fuziji je uspoređeno samo koliko je energije utrošeno na rad lasera i koliko je energije dobiveno u tom procesu. Za potpunu sliku o isplativosti fuzije moramo uzeti u obzir cijeli proces, rekao je Grganić.
"Da bi eksperiment ostao značajan prvo treba uračunati koliko je energije utrošeno na rad potrebne opreme, a zatim i gubitke u pretvorbi, prijenosu i distribuciji električne energije", kazao je.
U ovom pokusu prema Grganiću smo upotrijebili smo jednu šibicu da bi njome zapalili drugu, a zapravo trebamo cijeli krijes. Uz to dodao da je najnoviji eksperiment trajao iznimno kratko, , a u njemu je, domeće, proizvedeno dovoljno energije da zagrijemo vodu za kraće tuširanje.
Fisijske nuklearke razvijenije
Snaga u tom djeliću sekunde bila je tisuće puta veća od svih elektrana u svijetu zajedno, dočarao je Grganić i dodao da je fuzija suštinski još sigurnija od fisije. Nuklearne elektrane do danas su se koristile procesom fisije koji za razliku od fuzije oslobađa energiju cijepanjem jezgre atoma. Fisijska tehnologija postala je sigurna kroz razvoj.
"Kad se dugogodišnji rad nuklearki zbroji govorimo o gotovo 20.000 godina pogonskog iskustva", objasnio je Grganić.
Kroz to iskustvo nuklearna energetika je mnogo naučila. Trenutno je aktivno nešto više od 400 nuklearnih reaktora diljem svijeta.
Glavni izazov kod fisijske elektrane je radioaktivni otpad, kazao je Grganić. Kod rada obje vrste nuklearnih elektrana može doći do te vrste otpada. Ipak, stručnjake manje brine to što fuzijom može doći do ispuštanja radioaktivnog atoma tricija sličnog vodiku, nego istrošeno gorivo koje ostaje nakon fisije.
"Tricij se za razliku od istrošenog nuklearnog goriva brzo raspada", rekao je Grganić, ali i dodao da se 95 posto jednom iskorištenog goriva fisije može reprocesirati za ponovnu uporabu.
Druga razlika je u tome što se fuzijske elektrane mogu brže zaustaviti. U procesu fisije velike temperature u reaktoru ostaju i nakon spuštanja šipki u jezgru.
"Šipke zaustavljaju neurone koji su odgovorni za fuziju, no radioaktivni elementi se nastavljaju raspadati usprkos tome", objasnio je Grganić i dodao da je zato dugo nakon zaustavljanja reaktora još uvijek potrebno odvoditi toplinu.
Strpljenje do 2075. godine
Jedini hrvatski predstavnik Fusion for Energy (F4E) panela Ivica Bašić smatra da najveći jaz između ova dva procesa predstavlja nedovoljna istraženost fuzije. Teorija poznata od sredine prošlog stoljeća danas je tehnički dokazana, ali u vrlo malim eksperimentalnim uvjetima, istaknuo je.
"Korist od fuzije osjetit ćemo tek u zadnjoj četvrtini 21. stoljeća", iznio je Bašić svoje mišljenje.
Prvi znanstveni projekti koji veličinom i mogućnostima nadmašuju laboratorijske testove tek se grade, rekao je. Prvi je Demo Oriented NEutron Source (DONES), a on će nakon izgradnje istraživati materijale koji mogu podnijeti ekstreme nastale u procesu fuzije.
"Uz njega se razvija International nuclear fusion research (ITER) za proučavanje uvjeta neprekidnog održavanja plazme - mješavine čestica pod nabojem koji nastaje visokim temperaturama", rekao je Bašić.
Dizajnirat će uređaje poput snažnih lasera, mikrovalnih grijača za podizanje temperature u plazmi, naprave za održavanje vakuuma i magnetska polja koja mogu osigurati da pregrijana plazma ostane na sigurnoj udaljenosti od stijenki reaktora.
"DONES i ITER bi u 15 godina trebali istražiti kako bez prekida održavati visoke temperature da se proces fuzije ne bi prekidao", kazao je Bašić.
