ITER the way to new energy

Zabezpečenie dodávky energie pre budúcnosť je hlavnou výzvou pre Európu a svet. Dnešná spoločnosť je odkázaná na výkonný a spoľahlivý zdroj energie. Zásoby ropy a zemného plynu, našich hlavných zdrojov paliva, sa však znižujú a ich ceny stúpajú. V každom prípade sú tieto zdroje paliva významnými producentmi skleníkových plynov – hlavnou príčinou globálneho otepľovania atmosféry.

ITER ITER bude tokamak umožňujúci vyrábanie 500 miliónov wattov (MW) termonukleárnej energie nepretržite až do 10 minút. Bude 30 krát výkonnejší ako JET a približne tak veľký, ako budúce komerčné reaktory. Projekt ITER po prvýkrát umožní vedeckým pracovníkom študovať fyziku horiacej plazmy- plazmy, ktorá je zohrievaná skôr vnútornými termonukleárnymi reakciami, než zahrievaním zvonku. Názorne sa budú demonštrovať a vylepšovať kľúčové technológie rozvoja syntézy jadier ako bezpečného a ekologicky neškodného zdroja energie.

Termonukleárna fúzia: hľadanie zdroja energie pre svet Termonukleárna fúzia má potenciál dlhodobo pokrývať európsku a celosvetovú spotrebu energie. Vedci sú na ceste preukázať potenciál fúzie v medzinárodnom experimentálnom termonukleárnom reaktore nazvanom ITER. ITER, budovaný v Európe, bude najväčším vedeckým projektom v oblasti energetického výskumu vo svete.

Termonukleárna fúzia je spôsob akým vyrába energiu Slnko – práve fúzia umožnila vznik života na Zemi. Na rozdiel od jadrového štiepenia – získavania energie rozbitím ťažkých atómov, pri fúzii sa uvoľňuje energia ako dôsledok splynutia dvoch ľahkých atómov (napríklad vodíka) s následným vznikom hélia. Vo vnútri Slnka sa uskutočňuje fúzia vodíka pri extrémne vysokých teplotách (okolo 15 miliónov ºC) a obrovských gravitačných tlakoch: každú sekundu sa 600 miliónov ton vodíka premení pri fúzii na hélium.

Na Zemi sa syntéza jadier bude reprodukovať v menšom rozsahu než na Slnku! Menší rozsah ale tiež znamená, že potrebné teploty na vytvorenie praktického zdroja energie musia byť ešte vyššie (desaťkrát!). Toto je dôležitá výzva a bude si vyžadovať vedeckých pracovníkov a inžinierov z celého sveta.

ITER poskytne základ pre vybudovanie ukážky elektrárne generujúcej elektrickú energiu. Je to ďalší rozhodujúci krok na dosiahnutie cieľa termonukleárnej energie. Experiment ITER vytvorí desaťkrát viac energie, než sa požaduje na vyprodukovanie a zohriatie vodíkovej plazmy. Tým sa odskúšajú vykurovacie, kontrolné, diagnostické systémy a diaľkovo riadené systémy údržby, ktoré budú potrebné v skutočnej elektrárni. ITER tiež otestuje systémy tankovania plazmy a extrahovania nečistôt.

Tokamak Na zapálenie termonukleárnych reakcií je potrebné ohriať zmes deutéria a trícia na 150 miliónov ºC. Pri tejto teplote sa deutérium a trícium zmení na ‘elektricky nabitý plyn’, tzv. plazmu. Pre nepretržitú prevádzku elektrárne bude potrebné plazmu sledovať, ohrievať a zároveň udržiavať pomocou silného magnetického poľa. Jadrom projektu ITER bude najväčší tokamak na svete. Tokamak je magnetická nádoba v tvare prstenca, tzv. torusu. Prvý tokamak bol postavený v Moskve v 60-tych rokoch minulého storočia. Zariadenie vytváralo zložitú, ale dômyselnú magnetickú klietku určenú na udržanie vysokoteplotnej plazmy.

Plazma Plazma je vysoko ionizovaný plyn, zložený z iónov, elektrónov ktorá vzniká odtrhnutím elektrónov z elektrónového obalu atómov plynu, alebo roztrhnutím molekúl (ionizáciou). Plazma sa zvyčajne považuje za ďalšie skupenstvo hmoty. Pretože obsahuje veľké množstvo ionizovaných častíc, je elektricky vodivá. Prvý krát ju popísal anglický chemik a fyzik William Crookes v roku 1879, ktorý ju volal - žiarivá matéria. Plazma existuje vo vesmíre často v odlišných formách. V prírode sa s ňou môžeme stretnúť v podobe blesku, polárnej žiary, alebo hviezd. V skutočnosti plazma tvorí až 99% pozorovanej hmoty vesmíru.

ITER a životné prostredie ITER je dôležitým krokom na ceste k termojadrovej elektrárni, v Cadarache v južnom Francúzsku, projekt sa plánuje s veľkým rešpektom pre miestne životné prostredie, v súlade s cieľom produkovať ekologicky nezávadne formy energie.

Výzva Realizácia projektu ITER je obrovskou výzvou pre vedu, inžinierstvo a technológiu, stojacou až na hranici ľudských poznatkov. Projekt vychádzal z informácií získaných z popredných termonukleárnych experimentov, ako JET (Euratom), JT-60 v Japonsku a TFTR v Spojených štátoch. Nenahraditeľný bol aj príspevok ďalších experimentov z oblasti fúzie v rámci programu Euratom, ktoré poskytli fyzikálne a technologické poznatky využiteľné v projekte ITER. ITER je veľkou výzvou pre vedu. Ešte väčšia je však potreba čistého a nevyčerpateľného zdroja energie!

vypracovala: Barbora Kutliaková III. C