Naučnici su nedavno izveli kontrolisanu fuziju tokom koje su, prvi put u istoriji, proizveli više energije nego što je uloženo u pokretanje reakcije. Zašto to nikome do sada nije pošlo za rukom i zašto njima jeste – možete pročitati u ovom tekstu.
Mediji širom sveta izveštavaju o istorijskom eksperimentu čiji je fascinantan rezultat 5. decembra objavilo američko Ministarstvo energije (DOE). Naime, u postrojenju nacionalne laboratorije Lorens Livermore, u Kaliforniji, američki istraživači su uspeli da postignu kontrolisanu fuziju tokom koje su, prvi put u istoriji, proizveli više energije nego što je uloženo u pokretanje reakcije.
Smeštena oko 70 kilometara istočno od San Franciska, ova nekada tajna i strogo zatvorena laboratorija uspela je u poduhvatu kome se fizičari nadaju već 70 godina. Eksperiment predstavlja dostignuće koje bi jednog dana doslovno moglo da promeni svet i da omogući čovekovu kontrolu nad jednim nepresušnim izvorom energije, zbog čega bi klimatske promene, sagorevanje fosilnih goriva, pa i fisioni reaktori otišli u istoriju. Očekuje se da bi samo jedan fuzioni reaktor jednog dana mogao da proizvodi dovoljno energije za teritoriju veličine Balkana, a samo nekoliko takvih bi snabdevalo celu Evropu. Svet u kome bi toliko energije bilo dostupno izgledao bi sasvim drugačije od našeg.
Šta je fuzija?
Poznata još od sredine 20. veka, fuzija je nuklearni fenomen isto kao i fisija, na kojoj su zasnovani svi današnji nuklearni reaktori. No, fisioni reaktori energiju dobijaju u reakcijama koje podrazumevaju cepanje teških, i pritom radioaktivnih, jezgara atoma, dok fuzija, sasvim suprotno, počiva na fenomenu spajanja laganih jezgara, gde se jezgra vodonika spajaju u helijum.
Kod ovih reaktora se zato ne koristi neugodno uranijumsko gorivo, već običan, svuda dostupan i gotovo besplatan vodonik. Priroda je pritom htela da se u fuzionim procesima oslobađa hiljadu puta više energije nego pri fisiji, zbog čega su takozvane fuzione bombe hiljadu puta jače od fisionih. Ovaj proces se u prirodi neprekidno događa i daje energiju zvezdama, pa tako i Suncu, no, ljudi do sada nisu uspevali da ga upotrebe u mirnodopske svrhe.
Čovek, naime, odavno uspeva da izazove proces nekontrolisane fuzije, a prve fuzione, hidrogenske bombe, eksplodirale su još 1952. godine, prvo u SAD, a potom i u SSSR-u. Najveća ikad detonirana nuklearna naprava, sovjetska Car bomba, koja je 1961. godine detonirana sa snagom od čak 50 megatona, zasnovana je na procesu fuzije. Međutim, kontrolisana fuzija i praktična primena ove energije do sada je bila nedostižna zbog naizgled naivnog, ali nerešivog tehničkog izazova – temperature koje se dostižu pri fuzionim procesima ravne su onima na Suncu i na Zemlji nije moguće naći materijal i posudu u kojoj se to može desiti.
Kako je uspeo kalifornijski poduhvat?
Sovjetski Savez je tokom 20. veka uspeo da razvije reaktore koji umesto zidova koriste snažna magnetna polja, a na bazi ove ideje razvija se i veliki evropski ITER eksperiment, kao i slični projekti u Kini. No, svi ovi pokušaji još uvek troše više energije za pokretanje procesa (pre svega, za održavanje tako snažnih polja), nego što mogu da proizvedu.
Eksperiment u laboratorijama Lorens Livermor počiva na nešto drugačijoj ideji – fuzioni materijal se održava ne uz pomoć magneta, nego pomoću 192 izuzetno snažna lasera.
Fotografija prikazuje detalj ovog fasicnantnog postrojenja.
Izvor: Nauka kroz priče
Foto: Lawrence Livermore National Laboratory