M.in. specjaliści z Politechniki Łódzkiej pracują nad eksperymentalnym reaktorem termonuklearnym

  • International Thermonuclear Experimental Reactor jest przedsięwzięciem naukowym, które pozwoli rozwijać produkcję prądu drogą kontrolowanej fuzji jądrowej.
  • Naukowcy rozpoczną badania na terenie ośrodka we Francji za 5 lat, teraz rozpoczął się montaż reaktora. W projekt są zaangażowani również polscy badacze.
  • W przeciwieństwie do elektrowni jądrowych, te powstałe w oparciu o technologię ITER nie wytworzą odpadów radioaktywnych.
iter

W miejscowości Saint-Paul-lès-Durance na południu Francji, gdzie mieści się centrum badań nad energetyką nuklearną Cadarache, rozpoczęto montaż Międzynarodowego Eksperymentalnego Reaktora Termojądrowego o objętości 840 metrów sześciennych i wadze 23 tysięcy ton. To projekt naukowy, który pomoże przebadać sposoby wytwarzania energii poprzez kontrolowaną fuzję jądrową. Eksperymenty w reaktorze rozpoczną się za około 5 lat, natomiast na pierwsze elektrownie termonuklearne musimy poczekać co najmniej dekadę, choć część badaczy za bardziej realny termin uznaje rok 2040, a nawet 2050. Inaczej niż w zwykłej elektrowni jądrowej, w reaktorze ITER nie nastąpi niekontrolowana reakcja łańcuchowa, co eliminuje ryzyko awarii, takiej jak katastrofa w Czarnobylu w 1986 roku. Dr Marcin Jakubowski z Instytutu Fizyki Plazmy im. Maxa Plancka w Greifswaldzie podkreśla dodatkową zaletę tego rozwiązania – brak odpadów radioaktywnych, które trzeba przechowywać przez tysiące lat. W ITER do reakcji nie używa się uranu czy plutonu, tylko izotopów wodoru (deuteru i trytu). Koszt inwestycji to 22 miliardy euro.

Polscy badacze

Budowany reaktor jest tokamakiem (ros. тороидальная камера с магнитными катушками – toroidalna komora z cewką magnetyczną). Jego główna część o kształcie torusa (obwarzanka) będzie wypełniona gazem, jonizowanym i ogrzewanym (co najmniej do 80 mln stopni Celsjusza), aż do powstania gorącej plazmy utrzymywanej dzięki polu magnetycznemu. To w plazmie może zachodzić reakcja polegająca na scalaniu jąder wodoru. W budowę ITER-u zaangażowali się naukowcy z 35 krajów, również z Polski. Badacze Katedry Mikroelektroniki i Technik Informatycznych Politechniki Łódzkiej pracują nad systemami oprzyrządowania i kontroli, umożliwiającymi sterowanie tokamakiem i bezpieczną pracę. Nasi naukowcy zajmują się również diagnostyką plazmy:

Systemy wizyjne obserwują plazmę przy pomocy ultraszybkich kamer mogących wykonywać nawet 200 tys. klatek na sekundę – wyjaśnia dr Dariusz Makowski. – W tym przypadku istnieje szereg wyzwań ze względu na ogromne ilości dostarczanych danych. Jedna kamera przesyła 8 GB danych na sekundę, a takich kamer w projekcie ITER będzie ok. 200, więc są to potężne ilości informacji, które trzeba przetworzyć w czasie rzeczywistym.

iter
(graf. iter.org)

Pomysł z 1985

Budowa w Saint-Paul-lès-Durance trwa od 2014 roku. Na powierzchni o rozmiarze 42 hektarów powstanie łącznie 39 budynków i obszarów technicznych, które pomieszczą tokamak i systemy instalacyjne. Lokalizację wybrano już w 2005, ale pomysł jest dużo starszy, pochodzi z 1985 roku, kiedy uzgodnili go prezydent USA Ronald Reagan i przywódca ZSRR Michaił Gorbaczow. Nad podobną technologią pracują równolegle prywatne firmy, m.in. TAE Technologies, która projektuje reaktor Norman mający utrzymywać plazmę w kształcie spłaszczonej kuli. W 2018 roku plan budowy kompaktowego reaktora termojądrowego ogłosił Lockheed Martin.

(fot. iter.org)

Strategie wodorowe

Gram wodoru w reaktorze termojądrowym może dać energię równą temu, co dostarcza 11 ton węgla kamiennego. Jednak na razie korzystanie z wodoru nie jest opłacalne, dlatego idea trafia do krajowych strategii zakładających wsparcie dla przemysłu i firm transportowych pod kątem przechodzenia z paliw kopalnych na ekologiczną energię. Niedawno powstał taki program w Niemczech, a nad podobnym polskim dokumentem pracuje obecnie Ministerstwo Klimatu. Główne cele naszej strategii dotyczą stworzenia łańcucha wartości opartego o niskoemisyjne technologie, wykorzystania wodoru jako paliwa transportowego i wzmocnienia jego roli w budowaniu bezpieczeństwa energetycznego, a także przygotowania przepisów.

5G 6G Agile AI AR Automatyzacja Big data Blockchain Cloud computing Cyberbezpieczeństwo Digital twin DIH Dojrzałość cyfrowa Drony Druk 3D Edge computing Egzoszkielety Energetyka Fabryka przyszłości Finansowanie Fotowoltaika GOZ Human augmentation ICT IIoT Konkursy Koronawirus Logistyka ML Motoryzacja MŚP NCBR PPP Pracownicy 4.0 Prawo Przemysł 4.0 R&D Roboty Startupy VR Wodór