Производството на енергия от ядрен синтез? По-скоро, отколкото мислите

След като бяха преодолени редица трудности, международният проект за изграждането на революционния реактор за ядрен синтез, способен да произвежда възобновяема енергия, достигна преломна точка, съобщават изследователите. Според тях, половината от инфраструктурата необходима за създаването на Термоядрения експериментален реактор, International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER), вече е завършена.

Целта на ITER е да се получи първата чиста енергия от ядрен синтез през 2025 г. Проектът се разработва в южна Франция и според Томас Коши, шеф на екипа и бивш директор на Международната Агенция за Атомна Енергия, се нуждае от две до три години, за да бъде завършен.

Ядреният синтез работи по начин, който е по същество противоположен на ядрения разпад, която технология се използва при съвременните ядрени централи. Реакцията на сливане възниква, когато две леки ядра (обикновено водородни изотопи) произвеждат енергия. За да оползотворят тази енергия обаче, ядрените реактори трябва да могат да контролират екстремно високо налягане и температура от супер гореща плазма, която поддържа реакцията на синтез.

Стабилизирането на тази реакция за продължителен период е това, което се опитват да постигнат учените, работещи в областта на ядрения синтез. Още през 1985 г. започват международните усилия за изследвания в областта на термоядрения синтез. В проекта ITER, който стартира през 2007 г., участват 35 страни, като крайната цел е изграждане и експлоатация на експерименталното устройство за производство на енергия от ядрен синтез.

„Устройството ITER ще бъде подобно на разработвания от десетилетия Токамак, който използва силни магнитни полета, за да произвежда и поддържа изключително гореща плазма, в която се осъществява синтеза“, казва професорът от Hitachi America, Денис Уайт,  ръководител на института Nuclear Science and Engineering (NSE) ), директор на плазмения му център за наука и термоядрен синтез (PSFC).

„Токамак демонстрира стабилна работа в продължение на десетилетия. Основната разлика с ITER обаче е, че последният е проектиран да произвежда повече енергия от синтез, отколкото необходимата енергия за поддържане на плазмата нагорещена.“

Количеството енергия, произведена от реактора на синтез, зависи от броя на реакциите на синтез, възникващи в неговата основа. Реакторът на ITER ще има 830 кубически метра плазмен обем, което ще го направи десет пъти по-голям от наличните в момента ядрени реактори. Най-доброто от всичко е, че ITER е проектиран така, че да произвежда 500 MW мощност на синтез от 50 MW входна мощност за поддържане температурата на нагорещената плазма. „Повече енергия от синтез и по-малко енергия за поддържане на температурата“, казва Уайт.

Новият реактор създаван от проекта ITER ще има нужда от още време за да стане готов за масово производство. Според Коши за масовото му внедряване ще са потребни още около 20 години.

Икономически конкурентният реактор за ядрен синтез би играл революционна роля в енергетиката, особено когато се стремим да премахнем от индустрията въглеродните горива. Ядреният синтез има характеристики, които го правят изключително удобен за производство на електрическа енергия. Той не е зависим от изкопаеми горива, защото ефективно използва практически неограничени и широко достъпни елементи за гориво, може да предоставя енергия само при поискване и не е зависим от климатичните условия, както другите възобновяеми енергийни източници.

Въпреки очевидните ползи, които ядреният синтез ще донесе, той не се приема безкритично от всички. Някои се съмняват във възможността за ефективно използване на ядрената енергия и нейната търговска жизнеспособност. Други продължават да свързват ядрената енергия с разрушителните последици за околната среда и хората.

„Единодушни сме, че за да спасим Земята, трябва да постигнем декарбонизиране на енергетиката през следващите 2-3 десетилетия. За целта ние сме длъжни да постигнем успех в процеса на ядрен синтез“, казва Уайт.