Centralele nucleare există încă din anii 1950, exploatând o reacție de fisiune, prin care atomul este scindat într-un reactor, eliberând o cantitate masivă de energie în cadrul acestui proces.
Peste 400 de reactoare nucleare de fisiune se află în funcțiune în întreaga lume astăzi
Fisiunea are avantajul clar de a fi o metodă consacrată și testată. Peste 400 de reactoare nucleare de fisiune se află în funcțiune în întreaga lume astăzi.
În regiunea Provence din Franța, unele dintre cele mai strălucite minți de pe planetă pregătesc scena pentru ceea ce este considerat cel mai mare și mai ambițios experiment științific din lume.
„Construim, probabil, cea mai complexă mașinărie proiectată vreodată”, a declarat Laban Coblentz, șeful de comunicații al ITER, pentru Euronews Next.
Milioane de componente vor fi folosite pentru a asambla reactorul gigant care cântărește 23 de tone
Misiunea celor de aici de a demonstra fezabilitatea valorificării fuziunii nucleare – aceeași reacție care alimentează Soarele și stelele – la o scară industrială.
Pentru a face acest lucru, cea mai mare cameră de izolare magnetică din lume, sau tokamak, se află în construcție în sudul Franței, pentru a genera energie netă.
Milioane de componente vor fi folosite pentru a asambla reactorul gigant, care va cântări 23.000 de tone. Este cel mai complex efort ingineresc din istorie. Aproape 3.000 de tone de magneți supraconductori, unii mai grei decât un jumbo jet, sunt conectați prin 200 km de cabluri supraconductoare, toate ținute la -269C de cea mai mare fabrică criogenică din lume.
Printre componentele în curs de asamblare se numără criostatul cu diametrul de 30 de metri, fabricat de India, care înconjoară reactorul și îl menține la temperatura foarte scăzută, necesară. Unul dintre electromagneți, numit solenoid central și construit de SUA, va avea puterea magnetică de a ridica un portavion.
Acordul privind proiectul ITER a fost semnat oficial în 2006 de SUA, UE, Rusia, China, India și Coreea de Sud.
În prezent, mai mult de 30 de țări colaborează la efortul construirii dispozitivului experimental.
„Într-un fel, este ca un mare institut de cercetare. Este convergența laboratoarelor naționale din 35 de țări”, a declarat Coblentz, șeful de comunicații al ITER, pentru Euronews Next.
Două metode principale pentru a genera fuziunea nucleară
Fuziunea nucleară este procesul prin care două nuclee atomice ușoare fuzionează pentru a forma unul mai greu. Astfel, generează o eliberare masivă de energie.
În cazul Soarelui, atomii de hidrogen din nucleul său sunt topiți prin presiunea gravitațională.
Între timp, aici, pe Pământ, sunt explorate două metode principale pentru a genera fuziunea. ”De prima, poate ați auzit la National Ignition Facility din SUA”, a explicat Coblentz.
„Luați o bucată foarte, foarte mică, de dimensiunea unei boabe de piper, din două forme de hidrogen: deuteriu și tritiu și trageți cu laserul în ele. Deci, faceți același lucru. De asemenea, zdrobiți presurizarea și adăugați căldură și obțineți o explozie de energie, E = mc². O mică cantitate de materie este convertită în energie”, adaugă Coblentz.
Proiectul ITER este axat pe fuziunea cu izolare magnetică
Proiectul ITER este axat pe cea de-a doua modalitate posibilă: fuziunea cu izolare magnetică.
„În acest caz, avem o cameră foarte mare, 800 m³, și punem o cantitate foarte mică de combustibil – 2 până la 3 g de combustibil, deuteriu și tritiu – și obținem până la 150 de milioane de grade prin diferite sisteme de încălzire.
Este temperatura la care viteza acestor particule este atât de mare încât, în loc să le respingă cu sarcina lor pozitivă, se combină și fuzionează. Atunci când fuzionează, eliberează o particulă alfa și eliberează un neutron”, a spus Laban.
În tokamak, particulele încărcate sunt limitate de un câmp magnetic, cu excepția neutronilor foarte energici care scapă și lovesc peretele camerei, își transferă căldura și astfel încălzesc apa care curge în spatele peretelui.
Teoretic, energia ar fi valorificată de aburul rezultat care conduce o turbină.
Reactoarele nucleare nu sunt lipsite de riscuri
Fisiunea are avantajul clar de a fi o metodă consacrată și testată, existând peste 400 de reactoare nucleare de fisiune, în funcțiune, în întreaga lume.
Dezastrul de la centrala de la Cernobîl, din aprilie 1986, amintește că aceste reactoare nucleare nu sunt niciodată lipsite de riscuri.
Mai mult, reactoarele de fisiune trebuie să se confrunte cu gestionarea în siguranță a unor cantități mari de deșeuri radioactive, de obicei îngropate adânc în subteran, în depozitele geologice.
ITER observă că o instalație de fuziune la o scară similară ar genera energie dintr-o cantitate mult mai mică de aporturi chimice.
Regrese la proiectul ITER
Provocarea, subliniază Coblentz, este că aceste reactoare nucleare rămân extrem de greu de construit.
„Încerci să faci ceva până la 150 de milioane de grade. Încerci să-l faci la scara necesară și așa mai departe. Este un lucru dificil de făcut”, a spus el.
Proiectul ITER s-a luptat cu complexitatea acestei acțiuni uriașe.
Cronologia inițială pentru proiectul ITER stabilise 2025 ca dată pentru prima plasmă, punerea în funcțiune completă a sistemului fiind estimată pentru 2035.
Dar eșecurile componentelor și întârzierile legate de COVID-19 au dus la o schimbare a calendarului pentru punerea în funcțiune a sistemului și la un buget în creștere.
