Kolejne opóźnienia w projekcie ITER. Największy reaktor termojądrowy ruszy później niż planowano

W 2006 r. międzynarodowe konsorcjum złożone z instytucji finansowych i naukowych z Unii Europejskiej, USA, Chin, Japonii, Rosji, Korei Południowej oraz Indii podpisało zgodę na budowę reaktora ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor – Międzynarodowy Eksperymentalny Reaktor Termonuklearny). W 2020 r. rozpoczęto składanie w całość komponentów, które przybyły do Centrum badawczego Cadarache we Francji z całego świata. Instalacja składa się z milionów pojedynczych części, które ostatecznie utworzą największy na świecie tokamak, reaktor termojądrowy, w którym utrzymywana w ryzach dzięki elektromagnesom niezwykle gorąca plazma stwarza warunki niezbędne do połączenia się dwóch jąder lżejszych atomów w jedno cięższe i uwolnienia ogromnych ilości energii.

ITER jest jedną z najdroższych inwestycji naukowych na świecie. W projekt zaangażowanych jest 35 krajów, w tym Polska. Jego początkowy budżet na przestrzeni czasu potroił się do około 20 mld euro. Po zakończeniu montażu reaktor powinien być w stanie odtworzyć procesy syntezy jądrowej zachodzące w sercu gwiazd w temperaturze około 150 mln stopni Celsjusza. Pierwotnie uruchomienie reaktora planowano na 2020 r. W 2016 przełożono pierwszy zapłon plazmy na 2025 r., zastrzegając, że dopiero w 2035 r. reaktor powinien pracować z docelowymi parametrami.

Jednak reaktor fuzyjny ITER nie zostanie uruchomiony przed 2034 rokiem. Z kolei pierwsze reakcje termojądrowe nie zostaną zainicjowane przed 2039 r. Na jednej z ostatnich konferencji prasowych Pietro Barabaschi, dyrektor generalny ITER przyznał, że za opóźnienia odpowiadają wady produkcyjne, pandemia COVID-19 i związane z nią przerwy w łańcuchach dostaw oraz złożoność pierwszej w swoim rodzaju maszyny. Z powodu kolejnych opóźnień szacowany koszt wzrośnie o 5 mld euro.

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo

Realizowany na południu Francji projekt budowy reaktora ITER ma być podstawą dla przyszłych elektrowni termojądrowych. ITER ma konstrukcję tokamaka . To urządzenie, które wykorzystuje silne pola magnetyczne do zamknięcia plazmy w komorze w kształcie torusa. Ma być zasilany mieszanką trytu i deuteru.

Plan zakładał budowę poszczególnych elementów tokamaka przez państwa zrzeszone w projekcie. Gdy komponenty zaczęły napływać na południe Francji okazało się, że część z nich nie spełnia milimetrowej precyzji wymaganej w projekcie. Inżynierowie uznali, że mogą to zrekompensować za pomocą sprytnego spawania.

Do tego francuskie organy regulacyjne wstrzymały budowę. Urzędnicy nie byli przekonani symulacjami, że pracownicy będą odpowiednio chronieni przed neutronami o wysokiej energii wytwarzanymi w reakcjach fuzji. Z kolei zmiany w projekcie, w tym dodatkowe osłony, zagroziły przeciążeniem betonowego fundamentu. Urzędnicy nie byli też przekonani, że spawanie eliminujące brak milimetrowej precyzji zda egzamin. Wszelkie nieszczelności mogłyby doprowadzić do uwolnienia radioaktywnego trytu, ciężkiego izotopu wodoru, który jest jednym z paliw fuzyjnych.

Przeciwnicy projektu twierdzą, że ITER może być przestarzały już podczas jego uruchomienia. Kolejne opóźnienia tylko wydłużają ten moment, a postęp technologiczny nieustannie gna do przodu. W ostatnich latach pojawiło się dziesiątki firm zajmujących się fuzją jądrową. Do tego niektórzy członkowie rozważają własne prototypowe elektrownie termojądrowe i mogą nie chcieć finansować projektu trapionego problemami.

Fuzja jądrowa to proces, który zasila gwiazdy, takie jak nasze Słońce. Opanowanie sposobów jego kontrolowania niesie obietnice uzyskania niemal nieograniczonego źródła czystej energii z wykorzystaniem niewielkiej ilości paliwa. Proces fuzji łączy w wysokich temperaturach atomy lekkich pierwiastków, takich jak deuter i tryt, w cięższe pierwiastki, jak hel. Powstają przy tym ogromne ilości energii w postaci ciepła.

Ludzkość od wieków marzyła o ujarzmieniu potęgi Słońca. Gdyby to się udało, otrzymalibyśmy źródło taniej, czystej, bezpiecznej i nieograniczonej energii. Z jednego kilograma deuteru, który występuje naturalnie w wodzie morskiej, można by zasilić setki tysięcy domostw. Zapewnilibyśmy sobie bezpieczeństwo energetyczne na lata. Do tego proces ten jest przyjazny środowisku, bo nie powstają w nim szkodliwe produkty uboczne, takie jak emisje dwutlenku węgla lub odpady radioaktywne.

Do przeprowadzenia syntezy termojądrowej potrzeba rozgrzać wodór do temperatur przekraczających 100 mln stopni Celsjusza. Tylko wtedy lżejsze atomy będą mogły połączyć się w cięższy. A do utrzymywania plazmy w ryzach potrzeba potężnego i stabilnego pola magnetycznego. Energia wytworzona przez reakcję termojądrową powinna utrzymać temperaturę, a nadmiar ciepła może zostać przetworzony na energię elektryczną.

Źródło: Live Science, Science, fot. IAEA Imagebank, CC BY-SA 2.0, via Wikimedia Commons

Twórz treści i zarabiaj na ich publikacji. Dołącz do WP Kreatora