_ Căutarea energiei de fuziune face un mare progres cu UE- Reactorul din Japonia

Inaugurarea celei mai puternice mașini de fuziune din lume aduce mai aproape visul unei puteri curate, sigure și abundente.

În orașul Naka, din estul japonez, se află o zonă cu șase etaje. turn înalt care este departe de a fi o clădire obișnuită.

Dispozitivul din interiorul structurii cilindrice din oțel se numește tokamak. Este proiectat să rețină gazele supraîncălzite învolburate numite plasme la până la 200 de milioane de grade Celsius – de peste 10 ori mai fierbinte decât nucleul soarelui.

Aflat la nord-est de Tokyo, tokamak reprezintă următoarea piatră de hotar într-o perioadă de zeci de ani. căutarea internațională de a transforma energia de fuziune în realitate și reflectă rolurile de conducere jucate de UE și Japonia.

Structura Naka, cunoscută sub numele de JT-60SA, este rezultatul unui acord UE-Japonia din 2007 pentru dezvoltarea fuziunii. energie. Este cel mai puternic tokamak din lume și a fost inaugurat în decembrie 2023, după aproape un deceniu de construcție.

„Intrarea în funcțiune a JT-60SA este o piatră de hotar foarte importantă”, a declarat profesorul Ambrogio Fasoli, expert în fizică italian care conduce un consorțiu care a primit finanțare UE pentru a avansa perspectivele pentru energia comercială din fuziune.

Denumit EUROfusion, parteneriatul reunește aproximativ 170 de laboratoare și parteneri industriali din 29 de țări. Participanții contribuie cu hardware și personal la JT-60SA.

Reactoarele cu energie de fuziune precum JT-60SA reproduc procesele care au loc în soare și în alte stele. Prin fuziunea atomilor de hidrogen pentru a crea heliu și un neutron care eliberează energie sub formă de căldură, aceștia au potențialul de a genera o sursă de energie sigură, curată și aproape inepuizabilă.

Fuziunea este inversul fisiunii, proces în centrul centralelor nucleare tradiționale. În timp ce fisiunea implică divizarea unui atom greu în doi atomi de lumină, fuziunea combină doi atomi de lumină pentru a forma unul mai mare.

Spre deosebire de fisiune, fuziunea nu produce deșeuri nucleare cu viață lungă și nu prezintă niciun risc de topire. sau reacția în lanț.

Cercetarea fuziunii a început în anii 1920, când un astrofizician britanic pe nume Arthur Eddington a legat energia stelelor de fuziunea hidrogenului în heliu.

Un secol mai târziu, după cum schimbările climatice se intensifică, iar țările din întreaga lume caută alternative la combustibilii fosili care le provoacă, momeala fuziunii este la fel de puternică ca niciodată.

Dar obstacole semnificative rămân. Acestea includ provocările tehnice ale construirii de reactoare ai căror pereți nu se vor topi din cauza căldurii extreme din interior, găsirea celor mai bune amestecuri de materiale pentru producția de fuziune și limitarea iradierii materialelor în interiorul reactorului.

Comisarul european pentru energie Kadri Simson a participat la inaugurarea JT-60SA în Naka în urmă cu cinci luni.

Reactorul de 600 de milioane de euro a fost construit în comun de o organizație europeană numită Fusion for Energy sau F4E și de institutele naționale de știință cuantică din Japonia. și tehnologie, cunoscută și sub numele de QST.

Când a fost declarat activ, JT-60SA a revendicat titlul de cel mai mare tokamak de la o instalație veche de 40 de ani din Regatul Unit numită Joint European Torus sau JET.

JT-60SA va avea o putere de încălzire de până la 41 de megawați, comparativ cu 38 MW pentru JET.

„Am pornit mașina și funcționează”, a spus Guy Phillips, șeful unității pentru JT-60SA la F4E. „Am reușit să producem cel mai mare volum de plasmă vreodată într-un astfel de dispozitiv, ceea ce este o mare realizare. Dar acesta a fost doar primul pas și mai avem mult de lucru.”

JT- 60SA va informa lucrările la următorul tokamak planificat: ITER, cel mai mare experiment de fuziune din lume.

Dublu față de dimensiunea JT-60SA, ITER este construit pe un teren de 180 de hectare în sudul Franței.

F4E gestionează contribuția Europei la ITER, care reunește 33 de țări, precum și la JT-60SA, a cărui durată de viață planificată este de aproximativ 20 de ani.

Cu confirmarea faptului că sistemele de bază ale JT-60SA funcționează, reactorul va intra într-o oprire planificată timp de doi până la trei ani, în timp ce se adaugă un sistem extern de încălzire și se modernizează altele.

„Când începem următoarea fază operațională, vom putea apoi să mergem mult mai departe în ceea ce privește producția de plasmă și înțelegerea diferitelor configurații”, a spus Phillips.

Continuitatea este o caracteristică puternică a cercetării fuziunii.

p>

Înainte de a-și îndrepta atenția către JT-60SA, cercetătorii EUROfusion au lucrat la JET.

Acea unitate și-a doborât propriul record pentru cea mai mare cantitate de energie produsă de un reactor cu energie de fuziune înainte de experimentele finale. au fost efectuate acolo și a fost închis în decembrie 2023.

Măsurând 69 de megajouli într-o explozie de 5,2 secunde, energia a fost estimată a fi suficientă pentru a alimenta 12 000 de case.

„Recordul energiei de fuziune de la JET este o reamintire incredibil de puternică a cât de bine stăpânim acum reacțiile de fuziune pe Pământ”, a spus Fasoli.

Având în vedere importanța know-how-ului în domeniu, atât EUROfusion, cât și F4E rulează programe pentru a determina generațiile viitoare de oameni de știință interesate și instruite în fuziune.

Doi factori care împiedică interesul pentru fuziune de către unii tineri cercetători sunt lipsa rezultatelor imediate în domeniu și stigmatizarea indirectă, precum și nejustificată. legat de fisiunea nucleară, potrivit lui Fasoli.

„Acesta este un efort transgenerațional”, a spus el. „Este nevoie de educație, formare și structuri care să poată menține oamenii care sunt interesați.”

Comisarul european pentru inovare, cercetare, cultură, educație și tineret, Iliana Ivanova, a declarat la un eveniment din martie 2024 cu reprezentanții industriei că colaborarea dintre entitățile private și publice din domeniul fuziunii este esențială pentru a accelera demonstrarea producției de fuziune-electricitate.

Scopul este de a implica actori industriali mai mari, precum și startup-uri în tranziția de la laborator la fabricație— așa-numitul lab to fab.

Asta înseamnă combinarea antreprenoriatului și a capacității industriale a sectorului privat cu ambiția și realismul sectorului public, potrivit Fasoli.

El a spus că energia de fuziune ar putea deveni realitate până în anii 2050.

„Atâta timp cât vâslim cu toții în aceeași direcție, cred că acel orizont este încă rezonabil”, a spus Fasoli. „Înseamnă că avem nevoie de toți să lucreze împreună.”

Acest articol a fost publicat inițial în Horizon, Revista UE de cercetare și inovare.

(Fluierul)