Nowy rekord w dziedzinie fuzji jądrowej
12 lutego 2025 roku europejski reaktor fuzyjny WEST (W Environment in Steady-state Tokamak) utrzymał wodorową plazmę przez 1337 sekund, czyli ponad 22 minuty, bijąc tym samym poprzedni rekord chińskiego tokamaka EAST (1066 sekund).
„To istotny krok naprzód, ale nie przełom”
Sukces ten skomentowała dla PAP dr hab. Agata Chomiczewska, profesor Instytutu Fizyki Plazmy i Laserowej Mikrosyntezy (IFPiLM), podkreślając, że choć jest to znaczące osiągnięcie, to do komercyjnego wykorzystania fuzji jądrowej droga wciąż jest daleka.
„Obecny wynik, czyli utrzymanie plazmy przez 1337 sekund (ponad 22 minuty) w tokamaku WEST, to istotny krok naprzód, ale nie przełom. Na razie naukowcy koncentrują się na dłuższym utrzymaniu stabilnej plazmy, testowaniu materiałów i doskonaleniu systemów sterowania” – powiedziała prof. Chomiczewska.
Znaczenie technologiczne eksperymentu
Reaktor WEST wyróżnia się spośród europejskich tokamaków dzięki zastosowaniu nadprzewodzących magnesów, które umożliwiają długotrwałe utrzymanie plazmy.
„Utrzymanie plazmy, która z natury jest niestabilna, przez długi czas jest jednym z największych wyzwań w fuzji jądrowej” – tłumaczy ekspertka.
„WEST jest wyjątkowy wśród europejskich tokamaków dzięki nadprzewodzącym magnesom, które umożliwiają długie czasy utrzymywania. Ponadto dolny dywertor WEST-a, czyli część reaktora narażona na największe obciążenia termiczne, został w pełni wyposażony w aktywnie chłodzone komponenty, przy użyciu tej samej technologii, co dywertor ITER”.
Dzięki temu WEST jest kluczowym obiektem badawczym dla przyszłego ITER-a (International Thermonuclear Experimental Reactor), którego budowa trwa we Francji.
ITER i przyszłość fuzji jądrowej
„Dostęp do komercyjnej energii fuzyjnej to nadal kwestia przyszłości”
Osiągnięcia takie jak to przybliżają świat do uruchomienia ITER-a, który ma być pierwszym reaktorem testującym możliwość wielkoskalowej produkcji energii z fuzji jądrowej.
„Dostęp do komercyjnej energii fuzyjnej to nadal kwestia przyszłości, ale tempo postępu w tej dziedzinie wzrosło w ostatnich latach. Optymistyczne prognozy sugerują, że pierwsze komercyjne reaktory termojądrowe mogą zacząć działać w latach 40. XXI wieku” – zaznacza prof. Chomiczewska.
Jednak eksperci są zgodni, że w perspektywie średnioterminowej (do 2050 roku) energia fuzyjna nie zastąpi paliw kopalnych ani odnawialnych źródeł energii, ponieważ wciąż pozostaje w fazie eksperymentalnej.
„W dłuższej perspektywie może stać się kluczowym elementem globalnego miksu energetycznego, choć prawdopodobnie nie wyeliminuje całkowicie innych źródeł” – dodaje ekspertka.
„Jeśli rozwój tej technologii przebiegnie pomyślnie, za kilka dekad fuzja jądrowa może stać się jednym z fundamentów światowej energetyki, ale na razie pozostaje wizją przyszłości”.
Reaktor WEST a wyzwania przyszłych tokamaków
„Na WEST udowodniono, że można osiągnąć rekordowe czasy utrzymania plazmy”
Już w grudniu 2024 roku WEST utrzymywał plazmę przez 824 sekundy, a najnowszy wynik 1337 sekund jest kolejnym krokiem w badaniach nad przyszłymi reaktorami komercyjnymi.„Na WEST udowodniono, że za pomocą nowoczesnych systemów grzewczych, takich jak anteny LH (Lower Hybrid), które podgrzewają plazmę za pomocą fal radiowych, można osiągnąć rekordowe czasy utrzymania plazmy” – wyjaśnia dr Chomiczewska.
„Fale te przekazują energię elektronom, co nie tylko podnosi temperaturę plazmy, ale także wytwarza dodatkowy prąd elektryczny, pomagając w jej stabilizacji”.
Jednym z największych wyzwań stojących przed konstruktorami reaktorów fuzyjnych jest kontrola plazmy o temperaturze ponad 100 milionów stopni Celsjusza.
„Eksperymenty przeprowadzane w WEST mają również ogromne znaczenie dla testowania technologii, które trafią do ITER i kolejnych reaktorów fuzyjnych” – zauważa ekspertka.
„Jednym z kluczowych aspektów jest odporność materiałów na ekstremalne warunki panujące wewnątrz tokamaka”.
Dlaczego fuzja jądrowa to przyszłość?
Fuzja jądrowa ma wiele zalet:
- Niewyczerpalność paliwa – w przyszłych reaktorach wykorzystywana będzie mieszanka deuteru i trytu, które można pozyskać z wody morskiej i litu.
- Brak długowiecznych odpadów radioaktywnych – „W przeciwieństwie do klasycznych elektrowni jądrowych, fuzja nie generuje długowiecznych odpadów promieniotwórczych” – podkreśla prof. Chomiczewska.
- Bezpieczeństwo – „W plazmie reaktora znajduje się jedynie niewielka ilość paliwa, a wszelkie niekontrolowane zmiany prowadzą do natychmiastowego samoistnego wygaszenia reakcji”.
- Brak ryzyka katastrofy na miarę Czarnobyla czy Fukushimy – „Żadna awaria w elektrowni termojądrowej nie będzie wymagać ewakuacji ludności spoza jej terenu”.
Podsumowanie – czy energia fuzyjna to rewolucja?
Nowy rekord w WEST to dowód na to, że naukowcy coraz lepiej radzą sobie z utrzymywaniem plazmy i stabilizacją reakcji fuzyjnych.
Jednak do stworzenia komercyjnych reaktorów fuzyjnych zdolnych do stałej produkcji energii minie jeszcze kilkadziesiąt lat.
„To, co dziś obserwujemy w WEST, ITER i innych tokamakach, to kolejne kroki na drodze do uczynienia fuzji jądrowej praktycznym źródłem energii” – podsumowuje prof. Agata Chomiczewska.
Źródła:
- CEA France – cea.fr
- ITER Project – iter.org
- PAP Nauka w Polsce – naukawpolsce.pl
