Chińskie „sztuczne Słońce” przekracza energetyczne granice i pozwala na fuzję jądrową. W Europie wydawało się to niemal niemożliwe
„Sztuczne Słońce” to jeden z najbardziej ambitnych energetycznych projektów na świecie. Chiny zbliżają się do zrealizowaniu marzenia o praktycznym wykorzystaniu fuzji jądrowej jako niewyczerpalnego, czystego źródła energii. Reaktor właśnie osiągnął gęstość plazmy, którą wcześniej uważano za fizycznie niemożliwą.
Naukowcy w Chinach dokonali przełomu w dziedzinie energii z fuzji jądrowej. Może to pomóc w ostatecznym przełamaniu jednej z największych barier stojących na drodze do opracowania nowego źródła energii. Co będzie dalej? Czy Państwo Środka zawładnie światową energetyką?
Czym jest chińskie „sztuczne Słońce”?
Chińskie „sztuczne Słońce” to przydomek nadany reaktorowi EAST (ang. Experimental Advanced Supercondicting Tokamak). To zaawansowane urządzenie badawcze, które stanowi fundament chińskiego programu badań nad fuzją jądrową. Sercem jest tokamak – typ reaktora jądrowego, który symuluje procesy zachodzące wewnątrz Słońca, polegające na łączeniu się jąder atomowych w warunkach ekstremalnych temperatur i ciśnień.
Celem przeprowadzanych w nim eksperymentów jest uzyskanie czystej, praktycznie niewyczerpalnej energii, która nie generuje odpadów radioaktywnych. To marzenie naukowców na całym świecie.
Reaktor EAST osiągnął niespotykaną gęstość plazmy
W tokamaku możliwe jest tworzenie i utrzymywanie plazmy – stanu skupienia materii, w którym (przy ekstremalnie wysokich temperaturach) możliwe jest łącznie się jąder atomów wodoru. To prowadzi do powstania helu i uwolnienia ogromnych ilości energii – tak jak dzieje się to w Słońcu.
Zespół badaczy z Chińskiej Akademii Nauk poinformował, że EAST osiągnął gęstość plazmy wcześniej uważaną za fizycznie niemożliwą do uzyskania. Eksperyment może być kamieniem milowym na drodze do przemysłowego wykorzystania fuzji jądrowej.
Reaktor już wcześniej ustanawiał rekordy – w zeszłym roku udało się utrzymać plazmę przez 1000 sekund. Później jednak uległa rozproszeniu i zdawało się, że jej utrzymanie jest nierealne. Tym razem jednak naukowcom udało się przekroczyć tzw. limit Greenwalda, który przez dekady uznawany był za nieprzekraczalną granicę stabilnej gęstości plazmy. To otwiera drogę do znacznie bardziej wydajnych reaktorów fuzji jądrowej. Limit Greenwalda udało się także przekroczyć w reaktorze WEST we Francji za sprawą europejskich badań.
Przełomowe temperatury i walka z prawami fizyki
Jednym z największych osiągnięć projektu EAST jest uzyskanie stabilnej plazmy o temperaturze ponad 100 mln stopni Celsjusza. Temperatura ta jest kilkukrotnie wyższa niż ta panująca w centrum Słońca. Rekord ten pokazuje, jak daleko zaszła chińska technologia plazmowa.
Czy fuzja jądrowa to przyszłość?
Energia z fuzji jądrowej jest uważana za „świętego Graala“ energetyki. Jej wdrożenie na skalę przemysłową mogłoby rozwiązać kluczowe problemy energetyczne – wytwarzając czystą, bezpieczną energię bez emisji dwutlenku węgla i bez długotrwałych odpadów radioaktywnych. Długofalowy cel chińskiego programu to budowa komercyjnych reaktorów, które zapewnią bezpieczeństwo energetyczne kraju i pozwolą na globalną transformację energetyczną.
Nie tylko Chiny – wszędzie na świecie rosną inwestycje w badania na fuzją jądrową. W 2023 roku amerykański startup Helion Energy podpisał z Microsoftem pierwszą w historii umowę na dostawę energii z fuzji jądrowej, planując dostarczenie 50 MW już w 2028 roku. Równolegle Francja, Stany Zjednoczone i Korea Południowa realizują własne projekty badawcze, również skuteczne. Powstaje też międzynarodowy reaktor ITER. Kwestia tego, co z tą wiedzą zrobimy i czy zrobimy to wcześniej niż Chińczycy.
Przełomowe wyniki reaktora EAST budują silną pozycję Chin jako lidera w dziedzinie energii przyszłości. Ich sukcesy mają kluczowe znaczenie nie tylko dla bezpieczeństwa energetycznego Państwa Środka, ale także dla globalnej transformacji i przechodzenia na czyste źródła energii. Podczas gdy my spieramy się o elektrownię atomową w Polsce, na Dalekim Wschodzie są już krok – lub ładnych kilka kroków – dalej.
Źródła: Science Advances, The Independent
Nasz autor
Jonasz Przybył
Redaktor i dziennikarz związany wcześniej m.in. z przyrodniczą gałęzią Wydawnictwa Naukowego PWN, autor wielu tekstów publicystycznych i specjalistycznych. W National Geographic skupia się głównie na tematach dotyczących środowiska naturalnego, historycznych i kulturowych. Prywatnie muzyk: gra na perkusji i na handpanie. Interesuje go historia średniowiecza oraz socjologia, szczególnie zagadnienia dotyczące funkcjonowania społeczeństw i wyzwań, jakie stawia przed nimi XXI wiek.