Mokslininkai pradėjo ambicingą „dirbtinės saulės” projektą, kuriam įgyvendinti kviečiami ir Lietuvos mokslininkai
Prancūzija turi kuo didžiuotis – būtent jų šalyje prasidėjo vienas ambicingiausių žmonijos projektų. Jo sėkmė leistų pradėti statyti naujo tipo branduolinius reaktorius, kurie būtų saugūs ir gamintų tik mažo radioaktyvumo atliekas.
Dirba mokslininkai iš viso pasaulio
Idėja kurti termobranduolinės sintezės reaktorių kilo dar 1972 metais, tačiau tik pernai priimtas sprendimas jį statyti Prancūzijoje. Ši šalis po ilgos kovos nugalėjo Japoniją, kuri taip pat siekė kurti naujo tipo reaktorių.
Eksperimento vieta tapo nedidelis Pietų Prancūzijos miestelis Kadarašas (70 km nuo Marselio), kuriame 1959 metais įkurtas Prancūzijos atominės energetikos komisariatas (CEA). Centre dirba 4100 žmonių, jo teritorija užima 1600 hektarų, iš kurių 900 hektarų aptverti tvora.
Tarptautinio eksperimentinio termobranduolinio reaktoriaus (ITER) (ši santrumpa lotyniškai reiškia „kelias”) projekte dalyvauja šešių valstybių (Prancūzijos, Kinijos, Pietų Korėjos, Japonijos, JAV, Rusijos) mokslininkai. Visame pasaulyje jie turi talkininkų, kurie kartu siekia ambicingo tikslo – sukurti dirbtinę saulę.
Šiuo metu žmonija net iki 90 proc. energijos gauna degindama ribotus neatsinaujinančius gamtos išteklius – anglį, naftą ir gamtines dujas. Šie ištekliai nėra amžini. Mokslininkai mano, kad jau per 50 metų gali baigtis nafta, o dujų ir anglies dar užteks apie 66-240 metų. Todėl vis intensyviau ieškoma alternatyvių energijos šaltinių.
Naujas principas
Yra du būdai išgauti energiją iš atomų. Vienas jų, dabar naudojamas visuose reaktoriuose, yra grandininės reakcijos sukėlimas, skaidant urano atomus. Kitas kelias – išgauti lengvųjų atomų, tokių kaip vandenilio ir helio, sintezę. Kaip tik šis procesas vyksta Saulėje, iš kurios mus pasiekia didžiuliai energijos kiekiai.
Tyrimai vyksta jau penkiasdešimt metų, tačiau kol kas dar nepavyko sukurti komerciniu požiūriu pagrįsto branduolinės sintezės reaktoriaus.
ITER reaktorius sudarytų sąlygas gaminti ekologiškai švarią energiją jungiantis lengviesiems atomams. Mokslininkai apskaičiavo, kad 300 litrų vandens kiekyje yra vienas gramas deuterio (stabilusis vandenilio izotopas), todėl vandenynuose esančio vandens užtektų gaminti energiją maždaug milijardui metų.
„Užteks 30 gramų medžiagos, kad ji pagamintų tiek energijos, kiek reikia vienam žmogui per visą jo gyvenimą”, – aiškino ITER termobranduolinės reakcijos tyrimų departamento direktorius Mišelis Šateljė.
Rekordas – tik 6 minutės
Anot M.Šateljė, Saulės centre vykstančio sintezės proceso metu sukuriama 15-20 milijonų laipsnių temperatūra. „Mūsų kuriamas reaktorius turi būti efektyvesnis nei Saulė. Jos paviršiuje susidaro plazmos pliūpsniai. Mes turime sukurti tokį patį modelį ir išgauti plazmos pliūpsnius Žemėje”, – sakė jis.
Kodėl iki šiol šis naujas modelis neveikia? „Problema ta, kad kol kas nesukurtos pakankamai didelės mašinos, t.y. reaktoriai, kurie pagamintų reikiamą kiekį energijos. Vienas svarbiausių mūsų uždavinių – sulėtinti plazmos judėjimą reaktoriuje”, – aiškino mokslininkas.
M.Šateljė pažymėjo, kad 2003 metais Kadaraše buvo pasiektas rekordas, kai plazma buvo išlaikyta 6 minutes ir buvo išgauta tris kartus didesnė temperatūra, nei yra Saulėje.
Rekordas užfiksuotas Tora Supra tokamake (rusiško pavadinimo „magnitnaja toroidolnaja kamera” sutrumpinimas). Šioje kameroje plazma yra laikoma ne materialių sienų (tai netiktų, nes plazmos temperatūra siekia milijonus laipsnių), bet magnetinių laukų. Šioje kameroje sukuriama iki 30 kub. m plazmos, tačiau tai yra net 30 kartų mažesnis kiekis, nei kuriamame naujame reaktoriuje.
M.Šateljė tiki, kad projektas baigsis sėkmingai, tačiau bijo, kad naujas reaktorius bus sukurtas per vėlai, kad galėtų sumažinti globalinio atšilimo efektą. „Todėl reikia ieškoti kitų išeičių, kaip sumažinti atšilimą”, – sakė jis.
Abejonės dėl sėkmės
Kai kurie mokslininkai mano, kad branduolinė sintezė yra brangi technologija, kuri atitraukia lėšų nuo atnaujinamų energijos šaltinių ir taupymo būdų paieškos.
Kiti neabejoja, kad atsinaujinanti vėjo, vandens ir saulės energija bus tik mažas priedas prie pagrindinių energijos išteklių, gaunamų iš branduolinės sintezės, o ši sintezė bus gerokai našesnė ir saugesnė, nei iš anglies, naftos, dujų deginimo ar atomo skaidymo gaunama energija.
Didžiulės išlaidos
Projekto kaina – 10 milijardų eurų. Pusę sumos skirs ES (tarp jų – 30 proc. padengs Prancūzija). Po 10 proc. prisidės kitos projekte dalyvaujančios šalys (Japonija, Jungtinės Valstijos, Kinija, Pietų Korėja ir Rusija). Reaktorius turėtų būti pradėtas statyti 2008 metais.
Šis projektas turės didelį ekonominį efektą Prancūzijai. Reaktoriaus kūrimo metu apie 3000 žmonių gaus darbą, susijusį su ITER. Vėliau, 2015-2035 metais, prie reaktoriaus dirbs 1000 žmonių, dar 3250 turės su tuo susijusį darbą.
Prisideda lietuviai
Prie vieno ambicingiausio žmonijos istorijoje projektų kūrimo prisideda ir lietuviai. Kauno technologijos universiteto specialistai gavo preliminarų sutikimą, kad lietuviai dalyvautų reaktoriaus projektavimo darbuose. Mūsų šalies mokslininkai atsakingi už dirbtinės saulės elementų ir specialiųjų mazgų kūrimą.
Tiesa, kai Kadaraše žurnalistams buvo rodomas žemėlapis su pažymėtomis šalimis, dalyvaujančiomis eksperimente, Lietuva nebuvo išskirta. Vietoj jos geltona spalva buvo pažymėta Latvija. Šios šalies žurnalistai patikino, kad apie ITER projektą jų šalyje nieko nežinoma ir abejojo, ar latviai gali dalyvauti jo kūrime.
Prancūzai neatsisako įprastų reaktorių
Šiuo metu Prancūzijoje veikia 58 atominiai reaktoriai, kurie pagamina 80 proc. šalies elektros energijos. Valstybė ir toliau ketina statyti atominius reaktorius. Vienas jų po kelerių metų iškils Flamanvilyje, kur jau veikia du reaktoriai. Šioje vietoje bus statomas trečios kartos arba suslėgtojo vandens (EPR) reaktorius. Tokiais norima pakeisti iš viso 19 senų reaktorių.
Prancūzija ketina iki 2050 metų visai atsisakyti įprastos branduolinės energetikos, tačiau galutinis sprendimas dar nepriimtas.
Šalis daug dirba ir rūpindamasi radioaktyvių atliekų laikymu, yra pastačiusi talpyklas tokioms atliekoms. Ji iš kelių valstybių netgi priima branduolines atliekas, bet perdirbus jas siunčia atgal.
Kol kas Prancūzija, planuodama ateities energijos šaltinius, ITER projekto neįkalkuliuoja į skaičiavimus. Biurokratų požiūriu – jis kol kas tik idėja ar net mokslinė fantastika.
„Ar mums pavyks? 1930 metais Albretas Einšteinas sakė, kad iš atomų neįmanoma išgauti energijos. Tačiau jis klydo”, – šypsosi M.Šateljė.
Dainoras Lukas