Mentionsy

Musimy rozwijać alternatywne źródła energii.

W obecnych czasach tylko 10% energii jest produkowane z energii jądrowej.

60% z paliw kopalnych, a chcemy unikać tego ze względu na emisję CO2 i sama energetyka jądrowa.

jest wspaniała.

Coraz bardziej się rozwija, coraz bezpieczniejsza.

Gdy będziemy mieli jeszcze fuzję do tego, to już będzie niewyczerpalne źródło energii.

Będą je potrzebowały kolejne pokolenia.

Zapotrzebowanie na energię jest coraz większe.

Chcemy pozbyć się uzależnienia od różnych państw, które dysponują złożami takimi a takimi.

Więc to będzie ogólnie dostępne dla wszystkich.

Woda morska czy lit.

Tego paliwa starczy na dziesiątki tysięcy lat.

inwestycji w badania nad syntezą jądrową nie jest wysoki, to jest jak filiżanka kawy na Europejczyka rocznie.

Jeszcze tylko 20 lat i będziemy się cieszyć czystą i tanią energią z fuzji jądrowej.

Takie zdanie słyszymy regularnie już gdzieś od połowy wieku.

Przez ten czas opracowaliśmy kilka koncepcji jak ten proces można osiągnąć, zresztą w formie eksperymentalnej potrafimy ją na kilka sposobów wywoływać.

Problem w tym, że po wydaniu miliardów dolarów komercyjne elektrownie tego typu wciąż są wspomniane 20 lat przed nami.

Te tajemnicze nazwy mogą niektórym kojarzyć się raczej z jakimś światem fantazy, a nie fizyką i energetyką.

Tymczasem tak nazywają się najważniejsze urządzenia, przy pomocy których próbujemy okiełznać fuzję termojądrową.

Jak to działa?

Przy łączeniu mniejszych atomów w cięższe uwalniana jest ogromna ilość energii.

W taki sposób produkuje ją nasze Słońce.

Gwiazdom pomaga w tym ich potężna grawitacja, wtłaczająca atomy w siebie nawzajem.

Na Ziemi musimy zastąpić to ogromnymi temperaturami, czyli używać atomów rozpędzonych do ogromnych prędkości.

Tak powstała plazma niestety jest w stanie zniszczyć wszystko, co stanie na jej drodze.

Żeby tego uniknąć, wymyśliliśmy tokamaki i stelatory, czyli urządzenia, które są w stanie wytworzyć bardzo mocne i odpowiednio ukształtowane pole magnetyczne, które ową plazmę trzyma bez kontaktu ze ścianami swego urządzenia.

Hochraum z kolei to złota klatka na kapsułkę zawierającą deuter i tryt, którą w odpowiednim momencie atakuje prawie 200 laserów.

To właśnie o tej metodzie było ostatnio najgłośniej, ponieważ miała, choć z pewnym haczykiem, uzyskać dodatni bilans energetyczny.

Koncepcji na przeprowadzenie fuzji jest oczywiście więcej, ale to prace nad tymi trzema są najbardziej zaawansowane.

Klocki do tej zabawy w słońce już mamy.

Pozostaje więc pytanie, kiedy w odpowiedni sposób je ułożymy.

A jeśli fuzja w końcu wypali, to czy już nigdy nie zabraknie nam energii, czy też i ta metoda ma gdzieś swój szklany sufit?

Dlaczego stworzenie takiego sztucznego quasi-słońca na Ziemi jest aż tak trudnym zadaniem?

Czy granie w ryzykowną grę, co prawda o ogromnej potencjalnej nagrodzie, jest warte tych miliardów, które poszły już na ITER i inne eksperymenty?

Ile w końcu jest prawdy w tym, że laserowo udało nam się z fuzją wyjść na energetyczny plus?

Na wszystkie pytania o trudną sztukę łączenia lekkich atomów cięższe odpowie nam dr Agata Chomiczewska z Instytutu Fizyki Plazmy i Laserowej Mikrosyntezy, jedna z najlepszych specjalistek w tej materii w naszym kraju.

Gdy studiowałem, mówiło się, że za 10 lat, może za 20, no za 20, już na 100%.

W gniazdku będzie płynął prąd z tokamaków, z fuzji jądrowej, no i nie płynie.

A jak się rozmawia z naukowcami, mówią, no może za 10, a za 20 to na 100%.

Pani profesor, co poszło nie tak?

Co poszło nie tak, może nie co poszło nie tak, tylko co poszło tak, bo dużo rzeczy odkryliśmy nowych, dużo zjawisk odkryliśmy i musieliśmy opanować te zjawiska, bo co jest najważniejsze w fuzji to kontrolować to, czyli musimy ją utrzymać,

tą plazmę, to paliwo musimy utrzymać, musimy zapewnić wysokie temperatury i odpowiednie gęstości.

I właśnie nad tym tyle lat pracowaliśmy.

Nad systemami bezpieczeństwa, nad systemami kontroli pól magnetycznych.

I to powodowało, że za każdym razem coś nowego odkrywaliśmy, coś, co by mogło ulepszyć właśnie tą taką elektrownię termojądrową.

A to kilkadziesiąt lat temu nie wiedzieliśmy, że ta sprawa jest aż tak skomplikowana i dlatego wydawało nam się, że 10-20 lat wystarczy, a dzisiaj już wiemy?

Tak to właśnie wyglądało, bo w sumie pierwsze takie laboratoria, które zajmowały się syntezą termojądrową, one już zaczęły działać w latach 30. poprzedniego wieku.

W latach 50., 70. były to małe urządzenia, w których zbanano pewne zjawiska, że zachodzi transport cząstek w plazmie, że mamy różne niestabilności, zakłócenia plazmy.

To było wiadomo.

Było też łatwo osiągnąć takie wysokie temperatury, które są potrzebne do...

zainicjowania w ogóle fuzji, czyli rzędu 150 milionów stopni Celsjusza, ale to jeszcze były takie układy, które nie były zdalnie sterowane, konstrukcja była prosta.

Okazało się też, że trzeba większych urządzeń, żeby to było bardziej wydajne.

Po prostu w małej skali możemy sobie to badać laboratoryjnie i badać od strony takiej czysto naukowej, ale jeżeli chcemy to skomercjalizować, trzeba wybudować większe urządzenie, tu pojawiają się nowe wyzwania.

Gdy Pani mówi o skomplikowaniu utrzymania kontroli, to Pani ma na myśli utrzymanie tej wysokiej temperatury, czy Pani ma na myśli...

to żeby w tej wysokiej temperaturze utrzymać na odpowiednim poziomie i w sposób kontrolowalny samą reakcję.

Tak, żeby utrzymać plazmę, bo utrzymać wysoką temperaturę mamy dodatkowe takie systemy do ogrzewania tej plazmy, czyli tego paliwa, które znajduje się w reaktorze, ale samo utrzymanie tego paliwa, ponieważ tam jest pole magnetyczne, cząstki poruszają się wzdłuż linii tego pola.

W wyniku jakiejś niestabilności te cząstki uciekają i my musimy to opanować, żeby utrzymać tą plazmę w ryzach.

Okej, na jakim dzisiaj jesteśmy etapie?

Dzisiaj jesteśmy na takim etapie, że mamy świetne nadprzewodzące magnesy, które będą chłodzone ciekłym helem i to spowoduje, że to utrzymywanie będzie lepsze.

Ponadto mamy systemy kontroli pola magnetycznego, które też są zaawansowane w porównaniu do tego, co było jeszcze w poprzednim wieku.

Więc te wszystkie jakby elementy wpływają na zaawansowanie tej technologii całej.

Okej, ale czy Pani może powiedzieć, że za 10, a już na pewno za 20 lat będziemy mieli prąd z komercyjnych elektrowni fuzyjnych?

Nie, na pewno nie.

To znaczy nie może pani powiedzieć, że nie będziemy mieli?

Nie będziemy mieli.

Na pewno jeszcze nie będziemy mieli za 20 lat, ponieważ my jesteśmy na etapie eksperymentu ciągle.

Nawet ITER francuski?

Nawet ITER będzie eksperymentalnym reaktorem nadal.

ITER nie będzie wytwarzał energii elektrycznej.

Dopiero prototypowa elektrownia o nazwie DEMO będzie produkowała prąd elektryczny.

Więc my nadal przez te kolejne lata, od kiedy ITER zostanie uruchomiony, przez 20-30 lat będziemy eksperymentować.

Po to, żeby właśnie opracować to dość dokładnie,

i żeby przyszłe reaktory, takie już, które będą produkowały prąd elektryczny, były, ta technologia była w pełni gotowa właśnie do pracy ciągłej.

Co dzisiaj jest największym wyzwaniem?

Pani mówi utrzymanie plazmy czy kontrola tego wszystkiego.

No ale to jest powiedzmy taki opis trochę na poziomie meta.

Gdybyśmy chcieli zejść nieco głębiej, nie bardzo głęboko, nie na poziomie inżynierskim już konkretnych patentów, ale gdzieś tam pośrodku.

Co stanowi problem?

Według mnie problemem może być wytwarzanie trytu wewnątrz reaktora.

Czyli izotopu wodoru.

Izotopu wodoru.

Najcięższego.

Bo tak naprawdę do reakcji syntezy potrzeba nam dwóch składników.

Deuteru i trytu.

Deuter będzie pozyskiwany z wody morskiej, a jak wiemy, 2 trzecie powierzchni Ziemi stanowi woda.

Przy czym tryt nie występuje tak normalnie na Ziemi, dlatego on będzie musiał być wytwarzany wewnątrz reaktora.

Będzie wytwarzany w takim płaszczu litowym.

Ten płaszcz litowy będzie bombardowany neutronami powstającymi z reakcji deuteru i trytu i właśnie w wyniku reakcji neutronu z litem powstaje tryt i on będzie wracał do obiegu.

I problemem tutaj może być ilość tych neutronów wygenerowanych w reakcjach syntezy.

Czy to nie będzie za mało, czy będą wystarczające do wyprodukowania takiej ilości paliwa, która jest potrzebna do reakcji.

Czyli problemem nie jest materiał, czy nie jest to, że te ekstremalnie wysokie temperatury i ciśnienia w środku reaktora, że one mogą zniszczyć całe urządzenie, tylko problemem największym według Pani jest to, czy cały ten proces będzie się sam utrzymywał na stabilnym poziomie właśnie przez dostarczanie odpowiedniej ilości paliwa?

To znaczy są inne też zagrożenia oczywiście, ale my nad tym pracujemy.

Bo mogą występować różne obciążenia termiczne tych elementów reaktora.

Duże badania były wykonane pod kątem materiałów, jakie my musimy używać w reaktorze.

Dlatego teraz nastawieni jesteśmy na Wolfram.

Wspomniała Pani o tym, że ITER nie jest jeszcze elektrownią tą finalną, z której będzie płynął prąd, ale już ma być urządzeniem, które jednak więcej prądu produkuje niż samo zużywa.

Jakiś czas temu pojawiła się informacja, że można to osiągnąć, czyli ten dozdatni bilans energetyczny, dzięki syntezie jądrowej, ale nie w tokamaku, tylko w urządzeniach laserowych.

bo plazmę można osiągać na wiele różnych sposobów, a reakcję syntezy też można osiągać na wiele różnych sposobów.

Z czego wynika to, że akurat we Francji budowany jest to kamak, skoro w Stanach Zjednoczonych powszechne są raczej, no może nie powszechne, ale większość naukowców

chyba raczej patrzy w kierunku syntezy laserowej.

To jest kwestia gustu, czy to jest kwestia jakiegoś rachunku, z którego wynika, że laser lepszy albo tokamak lepszy?

Myślę, że to jest obszar zainteresowania, bo badania nad syntezą termojądrową są prowadzone w kilku kierunkach.

Nad inercyjnym utrzymywaniem plazmy właśnie, jeśli chodzi o lasery i nad magnetycznym utrzymywaniem plazmy.

I tutaj

w grę wchodzą tokamaki czy steleratory.

Mój instytut także zajmuje się tą działką laserową, też mamy specjalistów, więc jak widać to jest kwestia zainteresowań, bo tak naprawdę do tej pory bardziej zaawansowane są urządzenia z magnetycznym utrzymywaniem plazmy.

W Stanach Zjednoczonych na NIF-ie, czyli National Ignition Facility, uzyskano dodatni bilans energetyczny.

Świetnie.

Nie jesteśmy jakby konkurencją, tylko zastosowanie tej metody jeszcze do komercyjnej elektrowni jest bardzo, bardzo odległe.

Ponieważ tam mamy do czynienia z kapsułką taką wielkości ziarna pieprzu.

I taką kapsułkę musimy równomiernie oświetlić promieniowaniem laserowym lub promieniowaniem rentgenowskim, zależy jaką metodę użyjemy.

I gdybyśmy chcieli to zastosować w takiej komercyjnej elektrowni, to takich kapsułek byśmy musieli umieścić

10 na sekundę, czyli 900 tysięcy dziennie.

Na NIF-ie ustawianie takiej jednej kapsułki z paliwem trwa cały dzień.

Jest osoba, która się nazywa pozycjoner i ona cały dzień ustawia taką kapsułkę.

Więc tutaj jeszcze chodzi o zastosowanie tej metody do celach komercyjnych do tworzenia elektrowni termojądrowych.

Ok, ale z tego co Pani mówi, rozumiem, że ta dyskusja, w jaki sposób fuzję przeprowadzić, żeby komercyjnie, energetycznie było jak najkorzystniej, że ona nie jest jeszcze zamknięta, że to jest kilka dróg, jedni próbują lasery, inni próbują tokamaki.

Są jeszcze inne pomysły i tak naprawdę na razie rozumiem, że wszystko jest jeszcze na stole.

Tak, oczywiście.

Nawet nie jest do końca zdecydowane, czy pierwsza prototypowa elektrownia termojądrowa będzie toto kamak, czy stelerator.

Dopiero w latach 30. ma zapaść ta decyzja.

Ponieważ steleratory nie były jakby rozwijane przez 70 lat, ponieważ po sukcesie, po pierwszym sukcesie tokamaka w Związku Radzieckim w 1968 wszyscy nastawili się na tokamaki i zaprzestano badań nad steleratorami.

A teraz dzięki temu największemu steleratorowi, który znajduje się niedaleko nas, bo w Grajswaldzie, niedaleko Szczecina, widać, że są też duże postępy w tej dziedzinie.

To czy mogłaby Pani w takim razie w pięciu zdaniach wytłumaczyć różnicę pomiędzy jednym a drugim urządzeniem?

To kamak jest takim urządzeniem, które działa impulsowo.

To jest trochę taki transformator.

Mamy rdzeń transformatora, na którym nawinięte są zwoje, czyli cewki pola magnetycznego i to jest uzwojenie pierwotne.

Uzwojeniem wtórnym jest plazma i w tej plazmie generowany jest prąd.

I ten prąd nagrzewa plazmę, tak jak w kablu, w którym płynie prąd, też czasem możemy odczuć, że on jest ciepły.

Natomiast w steleratorach nie ma czegoś takiego.

W tej plazmie, pośród tego płynącego prądu, który ją cały czas nagrzewa, w którymś momencie ją nagrzeje, także warunki są...

czy jest odpowiednio wysoka temperatura, wysokie ciśnienie w całym tym urządzeniu, że tam w tej plazmie może zachodzić reakcja fuzji jądrowej?

Jeszcze nie.

To jest takie grzanie wstępne, grzanie ohmowe.

Ono nie jest wystarczające, żeby osiągnąć temperatury 150 milionów stopni Celsjusza.

Do tego są potrzebne dodatkowe systemy grzania i tutaj na przykład stosujemy mikrofale w zakresie gigaherców lub fal radiowych.

dogrzania elektronów lub jonów, które znajdują się w plazmie, albo używamy też systemów, tak zwanych systemów NBI, gdzie wstrzykujemy do układu wysokoenergetyczne, neutralne cząstki.

I one, zderzając się z tymi cząstkami plazmy, przekazują mi swoją energię i wtedy plazma się podgrzewa.

Okej, czyli różnymi sposobami na różnych etapach podgrzewamy ją do osiągnięcia tej temperatury potrzebnej.

W pewnym momencie ona już jest tak wysoka, że dochodzi do fuzji.

I rozumiem, że jak już dojdzie do fuzji, to ta fuzja sama z siebie podgrzewa i podtrzymuje tą wysoką temperaturę, tak żeby mogło dochodzić do kolejnych reakcji jądrowych, łączenia lekkich atomów w cięższe, tak?

To znaczy cały czas musimy podgrzewać tą plazmę.

Czyli to się samo nie utrzymuje?

Samo się nie utrzyma.

Jeżeli byśmy przestali podgrzewać, to plazma wygasza.

Wtedy reakcja zanika.

Tutaj musimy cały czas podgrzewać, ale co odkryliśmy podczas ostatnich sesji eksperymentalnych na Tokamaku Jet, gdzie... Wielka Brytania.

W Wielkiej Brytanii, gdzie prowadziliśmy właśnie eksperymenty z paliwem deuterowo-trytowym.

Była to druga czy trzecia w historii kampania, bo były dwie kampanie z deuterem i trytem.

I wtedy odkryliśmy, że właśnie cząstki alfa, czyli wysokoenergetyczne cząstki helu powstające z reakcji deuteru i trytu podgrzewają dodatkowo plazmę, więc plazma też się sama podgrzewa.

Ale to jest jakby atut dodany taki, więc pomimo tego my musimy dogrzewać tą plazmę cały czas.

I to jest tokamak.

Co się dzieje w stelatorze?

W steleratorze nie mamy czegoś jak tranzystor, tylko tam mamy odpowiednio wygięte cewki pola magnetycznego, które powodują, że mamy plazmę w kształcie takiej wielokrotnie zwiniętej taśmy.

I to powoduje, dzięki temu, takiemu zawinięciu plazmy, my możemy chronić ściany reaktora przed wysokotemperaturową plazmą.

zajścia syntezy deuteru i trytu, gdzie przy brzegu musimy mieć niższe, bo materiały ściany mogłyby ulec stopieniu.

Więc to pole magnetyczne utrzymuje plazmę, tą gorącą plazmę, z dala od ścian.

I właśnie w steleratorze jest ta różnica, że tam odpowiednio wygięte cewki, jest to dosyć skomplikowana maszyna w porównaniu do tokamaka,

powodują, że taki kształt plazmy, że ona właśnie, że cząsteczki nie uciekają i plazma może być utrzymana w polu magnetycznym.

Nachodzą Panią czasami takie myśli, że w ogóle cała ta historia inwestowania miliardów dolarów w to, żeby stworzyć prąd...

z powszechnie dostępnych, no bo tak się mówi o fuzji, że to w gruncie rzeczy jest bardzo prosta reakcja, chociaż warunki do przeprowadzenia są bardzo trudne do utrzymania, ale w gruncie rzeczy to jest prosta reakcja, której podstawą jest to, że paliwo jest powszechnie dostępne na całej planecie, co nie do końca jest prawdą, no bo trytu nie mamy, musimy sobie go wytworzyć.

oraz mówi się, no i tak naprawdę nie ma żadnych odpadów, no bo przecież hel można wypuścić do atmosfery, co też nie do końca jest prawdą.

Mam wrażenie, że PR-owo fuzja jądrowa jest w ogóle świetnie zaopiekowana.

Prawda jest taka, że ta informacja o niej, że ona nie jest do końca ścisła.

I moje pytanie brzmi, czy my próbujemy to osiągnąć od dekad?

I się nie udaje.

Nie dlatego, że naukowcy są leniwi, tylko dlatego, że to jest tak ekstremalnie skomplikowane.

A równocześnie inne źródła energii, na przykład odnawialnej albo z rozszczepienia jądrowego, one mają coraz wyższe sprawności, są coraz tańsze.

Nie boi się Pani sytuacji, jak już w końcu to opanujemy?

to się okaże, że fuzja nam do niczego nie jest potrzebna?

Myślę, że nie, bo my musimy rozwijać alternatywne źródła energii, ponieważ w obecnych czasach tylko 10% energii jest produkowane z energii jądrowej.

60% z paliw kopalnych, a chcemy unikać tego ze względu na emisję CO2, więc jak widać musimy czymś zastąpić.

I sama energetyka jądrowa jest wspaniała, coraz bardziej się rozwija, coraz bezpieczniejsza, ale tak naprawdę gdy będziemy mieli jeszcze fuzję do tego, to już będzie niewyczerpalne źródło energii.

Ponadto paliwo fuzyjne jest bardziej wydajne niż paliwo rozczepialne.

I też zasoby paliwa tego rozczepialnego uranu też starczą na, nie wiem, 300 lat, tak mówią statystyki.

Oczywiście, jeżeli będą nowe źródła gdzieś odkryte.

No ale możemy torowe zrobić, na torze toru jest dużo więcej i też jest w wodzie, więc też będzie bardziej demokratycznym takim źródłem.

energii, bo uran jednak, zasoby uranu są zlokalizowane w konkretnych miejscach na Ziemi.

Z torem nie ma tego problemu.

Czasami można odnieść wrażenie, że fuzja jest pokazywana, jest opisywana jako coś, jako jedyne źródło, które w dłuższej perspektywie może nas uratować.

będzie takim szczytem naszych osiągnięć, jeśli chodzi o energetykę.

Ale z drugiej strony jest całkiem sporo pomysłów, jak usprawnić technologie jądrowe, ale oparte o rozszczepienie oraz nie możemy zapomnieć o tym, że coraz szybciej czy wciąż cały czas rosną wydajności źródeł odnawialnych.

to może za chwilę, a jak Pani mówi, że tak naprawdę mówimy o perspektywie kilku dekad, ta fuzja nam do niczego nie będzie potrzebna.

Myślę, że będzie nam potrzebna właśnie w perspektywie kolejnych wieków, bo teraz na chwilę obecną my nie będziemy mieli energii z syntezy, ale będą je potrzebowały kolejne pokolenia.

Wiemy, że liczba ludności wzrasta, zapotrzebowanie energii jest coraz większe.

Chcemy pozbyć się paliw kopalnych, chcemy pozbyć się uzależnienia od różnych państw, które dysponują złożami takimi a takimi.

Więc to będzie coś, co będzie ogólnie dostępne, bo to paliwo jest...

ogólnie dostępny dla wszystkich, woda morska czy lit, który będzie pozyskiwany ze skorupy ziemskiej, czy z solanek glinu, czy też złoża ze złóż morskich.

I tego paliwa starczy na dziesiątki tysięcy lat, tu mówimy.

Nie mówimy o 300 latach, tylko dziesiątki tysięcy lat.

Więc musimy patrzeć na taką perspektywę dalszą, tak?

Więc jeżeli wiemy, że węgla starczy, statystyki mówią, bo oczywiście może tych źródeł jest więcej, jeszcze nie odkrytych, ale że węgla czy ropy starczy nam na 40-50 lat.

Węgla na 140 lat, a ropy i gazu na 50-40 lat.

Myślę, że warto też inwestować w nowe.

Tak naprawdę koszt inwestycji w badania nad syntezą jądrową nie jest wysoki.

To jest jak filiżanka kawy na Europejczyka rocznie.

Jeśli spojrzymy, jakie są dotacje na nieodnawalne źródła energii, gdzie to są 50 kilka miliardów euro rocznie, no to to jest niewielki koszt.

Temat energetyczny, czy szerzej środowiskowy, klimatyczny.

Jest dla Pani osobiście taką motywacją, żeby te technologie rozwijać?

Pani jest naukowcem.

Często naukowcy mówią tak, nie no fajnie jak to się przyda, ale tak naprawdę moją główną motywacją jest to, że chcę zrozumieć, chcę wiedzieć jak to działa.

Co dla Pani jest taką główną motywacją, żeby się tym tematem zajmować?

Ja myślę, że coś takiego, coś co odkrywamy, czego nie ma, coś co jest trudne, co powoduje, że chcemy działać, żeby rozwiązać jakiś problem.

Oczywiście te problemy się pojawiają za każdym razem, ale właśnie w tym jest ta siła, że jest problem, trzeba go rozwiązać i my znajdujemy sposoby rozwiązywania tych problemów, które się pojawiają na drodze do pozyskiwania energii z fuzji.

Gdyby popatrzeć na europejski, już nawet nie światowy, ale na europejski krajobraz, jeśli mówimy o instytutach, o instytucjach, o takich instalacjach powstających jak ITER, jaka jest pozycja Polski?

Badania nad syntezą termojądrową w Europie są koordynowane przez konsorcjum Eurofusion i Polska wchodzi w skład tego konsorcjum, a mój instytut, Instytut Fizyki Plazmii Laserowej Mikrosyntezy reprezentuje właśnie Polskę w tym konsorcjum.

I my jesteśmy jakby współwłaścicielami, czy byliśmy współwłaścicielami największego urządzenia takiego termojądrowego, którym był to Kamak Jet.

Był to nasz wspólny eksperyment i mogliśmy korzystać z zasobów infrastruktury tej badawczej.

Przenieśmy się w przyszłość i załóżmy, że mamy w jakiejkolwiek technologii, to jest nieistotne w tym momencie, że mamy rzeczywiście komercyjne elektrownie, które produkują prąd elektryczny dzięki reakcji fuzji jądrowej.

Mogę sobie wyobrazić, jak to się dzieje, że te atomy się tam z sobą łączą, ale trudno mi sobie wyobrazić, jak z tego wyciągamy energię i jak ona jest przetwarzana na prąd elektryczny.

Czy to się dzieje podobnie jak w elektrowni węglowej, czy w elektrowni jądrowej, ale opartej o rozszczepienie?

że na którymś tam etapie podgrzewamy wodę, a woda ląduje na turbinie, a turbina się kręci i przez generator produkuje prąd?

Czy to wyglądało będzie zupełnie inaczej?

To będzie wyglądało dokładnie tak samo, tylko paliwo będzie inne.

To będzie paliwo z syntezy termojądrowej do syntezy, a w przypadku np.

rozszczepienia czy węgla będą to inne paliwa.

Tutaj takim nośnikiem energii będą te neutrony, które powstaną z reakcji deuteru i trytu i te neutrony będą spowalniane w specjalnym płaszczu.

komorze tej próżniowej i energia kinetyczna tych neutronów będzie zamieniona na ciepło.

Potem to ciepło będzie podgrzewało wodę, woda będzie parowała, będą turbiny i wytwarzanie tego prądu elektrycznego.

Czy gdyby Pani mogła, znowu mówimy o tej przyszłości, kiedy to już działa wszystko, czy Pani może sobie wyobrazić, jak duże to będą instalacje?

Czy to będzie porównywalne do rdzenia reaktora, do całego reaktora?

takich kompleksów, w których jest w niektórych elektrowniach jądrowych na przykład 5 reaktorów, 5 bloków obok siebie.

Jakie to będzie duże?

Podobne do obecnych elektrowni, czy to elektrowni węglowych, czy to elektrowni jądrowych.

Także koszt wytwarzania takich elektrowni będzie porównywalny.

Tak naprawdę w przypadku elektrowni opartych na syntezie termojądrowej najdroższe będą cewki pola magnetycznego oraz teren czy budynki.

Pozostałe elementy nie będą aż tak drogie, ale też trzeba zauważyć, że ta technologia rozwoju cewek magnetycznych też przyspiesza i to wszystko będzie też z czasem tańsze.

Zastanawiam się, czy zapytać jeszcze, czy ta technologia ma jakieś ograniczenia, ale w gruncie rzeczy trudno mówić o ograniczeniach w sytuacji, w której jeszcze nie ma.

No tak, no mówię, dopiero tak naprawdę w ITER-ze my będziemy te moduły pozyskiwania trytu testować.

Więc to jest wszystko w fazie eksperymentu.

A często właśnie osoby myślą, że to już my musimy ten prąd produkować.

Ale bo też ITER tak jest przedstawiany.

Tak, on jest tak przedstawiany i to nie tylko przez, powiedzmy, nie wiem, media czy dziennikarzy, którzy chcą opisać coś takiego, żeby ludzie chętnie czytali.

Ale też myślę, że bardzo często, zresztą nie tylko w tym projekcie, ale w wielu innych naukowych, naukowcy idą trochę na skróty i chcą przedstawić pewne koncepcje, że one są bardziej zaawansowane niż w rzeczywistości są, licząc na to, że łatwiej będzie pozyskać na co pieniądze.

Nie, celem ITER-a jest pokazanie, że my uzyskamy dodatni bilans energetyczny.

Ale na czym polega ten bilans energetyczny?

Tutaj często jest to mylone, bo bilans energetyczny, o którym my mówimy, naukowcy, czyli to Q większe, równe 10, to ma być ilość energii wytworzonej...

z reakcji syntezy termojądrowej do ilości energii włożonej na ogrzanie.

Jeżeli my wykorzystamy 50 megawatów mocy grzania, uzyskamy 500 megawatów mocy z reakcji syntezy, czyli ten bilans jest dodatni.

Ale ITER ma być też takim urządzeniem, który

To, co włożymy nawet do uruchomienia tej maszyny, czyli jakieś 500 megawatów, to też na wejściu uzyskamy 500 megawatów.

Więc tutaj ten bilans techniczny jest jeden.

Ale ITER będzie już podłączony do sieci?

Nawet jeżeli tam będzie ciut na plusie, to to nie pójdzie w sieć?

Nie, to nie będzie jeszcze produkowało prądu elektrycznego.

Dopiero ta pierwsza prototypowa elektrownia będzie produkowała prąd elektryczny.

A kiedy ITER ma być uruchomiony?

No właśnie, tu się przesuwa wszystko, dlatego że jeszcze dwa lata temu opowiadałam w niektórych wywiadach, że ITER ma ruszyć na przełomie 2025-2026 roku.

Jednak jak się okazało nie ruszy, ruszy 10 lat później, ponieważ co się stało?

Pewne elementy konstrukcyjne, takie osłony termiczne, wykryto w nich mikropęknięcia.

A mikropęknięcia były spowodowane tym, że w pewnych takich obszarach na spawie tych elementów, które czyszczono kwasem siarkowym, pozostał chlor.

I ten chlor erodował, powodowało to jakieś tam naprężenia i doszło do pęknięć.

I trzeba było wszystko odmontować.

zdemontować, wysłać do producenta i się okazało, że to przynajmniej 5 lat w plecy.

Po czym jeszcze stwierdzono, że jednak nie będziemy w Witerze używać ściany berylowej, tylko już będziemy używać ściany całą wolframową.

Bo założenie było takie, że divertor, czyli ten obszar,

Takiego popielnika będzie wolframowy, a tutaj ściana tego limitera, czyli w tej komorze głównej będzie berylowa.

No bo takie były badania materiałowe, że to będzie najlepszy materiał, który będzie też wychwycał tlen.

z plazmy.

Jak się okazuje jest to materiał bardzo toksyczny, który w wyniku erazji może bardzo pylić i to będzie też szkodliwe.

Więc stwierdzono, że zmieniamy scenariusz i będziemy mieli wolfram.

I to też, żeby się przygotować do nowego scenariusza z inną ścianą, też muszą odbyć się pewne symulacje, badania.

Mamy urządzenia, które są w pełni wolframowe w Europie, więc to też zmieniło tę perspektywę i teraz oficjalnie ogłoszono, że co prawda tę początkową fazę działania ITER-a

Planują skrócić, żeby ta faza już z Deuterem i Trytem była też w połowie lat 30., więc tak naprawdę z Deuterem i Trytem w połowie pola magnetycznego, które jest przewidywane dla Itera, to właśnie w 35. ma to ruszyć, a już pełną parą Iter ma ruszyć w 39.

czy to jeszcze się kiedyś przesunie.

Czyli 10, a maksymalnie 20 lat, od czego żeśmy zaczęli.

Jak widać, że to wszystko zależy od tej technologii, którą obecnie mamy, ale to też nas czegoś uczy, bo chcemy, żeby to wszystko było perfekcyjnie dopracowane, bo to jest duże wyzwanie i szkoda się teraz jakby cofnąć.

I takie opóźnienia.

Dziękuję.