MEGAPROIECT INTERNATIONAL: SOARELE ARTIFICIAL
Data: 1-15 septembrie 2009
In sudul Frantei prinde contur cel mai ambitios megaproiect de cooperare stiintifica din istorie, ITER, International Thermonuclear Experimental Reactor (Reactorul termonuclear experimental international), un experiment stiintific ce intentioneaza sa dovedeasca viabilitatea fuziunii nucleare ca sursa de energie si sa adune datele necesare pentru proiectarea si operarea ulterioara a primei centrale electrice pe baza de fuziune.
In evaluarea potentialului pentru productia sustenabila si globala de energie pe termen lung este clar ca reducerea resurselor si cresterea costurilor energiei bazate pe carbon combinata cu accentul din ce in ce mai mare ce se acorda impactului asupra mediului al surselor de energie in general, accentueaza ideea ca fuziunea nucleara este unul dintre putinii candidati pentru productia de energie pe scara larga nelegata de carbon.
Fuziunea prezinta numeroase avantaje, fiind considerata practic nelimitata, sigura in mod intrinsec, disponibila pe scara larga, folosind combustibil ieftin fara a produce dioxid de carbon sau poluanti atmosferici si cu o productie de deseuri cu durata redusa de viata.
Teoria
Energia soarelui este generata prin fuziune. Lumina si caldura degajate de acest astru sunt rezultatul reactiei de fuziune.
Atomii nu stau niciodata in repaus, cu cit sunt mai calzi cu atit se deplaseaza mai rapid. În nucleul soarelui temperatura atinge 15 milioane de grade Celsius. Atomii de hidrogen sunt intr-o continua stare de agitatie, ciocnindu-se la viteze foarte mari. Respingerea electrostatica naturala care exista intre nucleele lor pozitive este invinsa, iar atomii fuzioneaza. Fuziunea a doi atomi usori de hidrogen produce un element mai greu, heliu.
Masa atomului de heliu rezultat nu este exact egala cu suma celor doi atomi initiali. O parte din masa a fost pierduta si in acest fel s-a generat o mare cantitate de energie. Conform celebrei formule a lui Einstein, energia rezultata este egala cu masa inmultita cu patratul vitezei luminii.
În fiecare secunda, soarele transforma 600 de milioane de tone de hidrogen in heliu, emitind o cantitate imensa de energie.
Temperaturi de milioane de grade
Scopul ITER este de a verifica „fezabilitatea stiintifica si tehnica a fuziunii nucleare ca o noua sursa de energie“. În practica, ITER este proiectat sa produca aproximativ 500 MW de timp de aproximativ 1000 de secunde (in comparatie cu maximul produs de JET, de 16 MW pentru mai putin de o secunda) prin fuziunea a circa 0,5 g de amestec deuteriu/tritiu in camera de plasma a reactorului de 840 m3. Desi se spera ca ITER sa produca de 5 – 10 ori mai multa energie (sub forma de caldura) decit cantitatea consumata pentru a incalzi plasma la temperatura de fuziune, caldura generata nu va fi utilizata pentru producerea energiei electrice.
Dar reactia se produce la temperaturi similare celor din soare, de milioane de grade, si niciun material terestru nu poate rezista acesteia. De aceea reactia are loc intr-un „tokamak“, un imens inel cilindric in care un cimp magnetic mentine plasma supraincalzita la distanta de peretii constructiei. O alta mare problema tehnologica o reprezinta insasi incalzirea plasmei la o astfel de temperatura care sa permita declansarea reactiei de fuziune. Initial, prin amestecul D-T se trece un curent electric ce excita particulele incarcate electric provocind coliziunea lor, cu emitere de caldura. Dar odata cu cresterea caldurii, reactiile devin mai slabe si pentru aceea se trece la o alta etapa de incalzire prin introducerea unor noi particule care la rindul lor se ciocnesc cu particulele din plasma si genereaza caldura. În final, plasma este supusa actiunii unor frecvente foarte inalte, ceea ce ii permite sa atinga temperatura de fuziune.
Perimetrul in care va fi construit ITER este un vast dreptunghi lung de 1 kilometru si lat de 500 metri, dimensiunea a 60 de terenuri de fotbal. Din aer pare o taietura galbena din padurea care se intinde pina la tarmurile Mediteranei, aflata la 60 de kilometri. Aceasta se afla linga localitatea Cadarache, in sudul Frantei.
Mediul inconjurator va fi impanat de senzori pentru a obtine maximum de date experimentale, care peste citeva decenii vor face posibila constructia unui reactor industrial. Acest reactor va putea produce cantitati abundente de energie curata, deoarece fuziunea consuma foarte putina materie si, cel mai important, nu produce, virtual, deloc deseuri radioactive.
Încercarea tehnologica este imensa; modul in care plasmele se comporta la astfel de temperaturi este aproape necunoscut, iar materialele sunt deseori supuse unor constringeri impresionante, in particular in ceea ce priveste bombardamentul cu neutroni. Aceasta incercare depaseste capacitatea unei singure tari. Din acest motiv, in 1958, Mihail Gorbaciov ii propunea lui Ronal Reagan sa coopereze in domeniul fuziunii nucleare. Dupa multe schimbari si intorsaturi, din aceasta propunere a luat nastere actualul proiect ITER pilotat de la inceput de UE si care include acum sapte parteneri: Europa, Statele Unite, China, Rusia, India, Japonia si Coreea. Împreuna acesti parteneri reprezinta peste jumatate din populatia lumii, dar si cele mai diferite culturi. Mai mult, ITER are toate sansele sa devina si mai mare deoarece un numar de state si-au exprimat interesul de a deveni „tari asociate“.