2014 m. kovo 1 d., šeštadienis

Branduolinė energetika: branduolius jau norima ne skaldyti, o jungti

Kol Lietuva vis dar bando apsispręsti, ar nori likti branduolinės energetikos valstybe, pasaulis netrypčioja vietoje. Prancūzijoje jau pradėtas statyti naujos kartos termobranduolinės sintezės reaktorius, kuriame planuojama naudoti technologija ateityje gali pakeisti įprastines branduolines elektrines.
Projekto kaina – 13,5 milijardo eurų
Termobranduolinė sintezė yra nauja itin saugi branduolinės energijos rūšis. Kuo ji skiriasi nuo branduolinės energijos?
Visų pirma, branduoliniuose reaktoriuose vyksta sunkiųjų branduolių skilimas į lengvesnius, o termobranduolinė sintezė yra priešingas procesas – lengvesni branduoliai jungiasi į sunkesnius. Reakcijos metu susijungia du lengvieji branduoliai (deuteris ir tritis), o tuo pačiu metu išsiskiria didžiulis energijos kiekis. Galime palyginti – jeigu 1 g Urano dalijimosi metu išsiskiria apie 16 000 kWh energijos, tai iš 1 g deuterio galima būtų pagaminti net 10 kartų daugiau – 160 000 kWh energijos.
Termobranduolinei sintezei būtina didžiulė temperatūra, todėl tokios reakcijos valdymui reikalinga labai sudėtinga ir brangi technologija. Tai gali paaiškinti gana lėtą pažangą tiriant ir vystant termobranduolinės sintezės pritaikymo galimybes.
Termobranduolinės sintezės idėja atkeliavo žvaigždžių, nes ten vyksta lygiai tokie patys procesai. Skamba lyg iš fantastinio filmo? Galbūt.
Tačiau tokio reaktoriaus statyba jau pradėta Prancūzijoje. Tai – tarptautinis  ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) projektas, kuriame dalyvauja  Europos Sąjunga, Jungtinės Amerikos Valstijos, Japonija, Indija, Pietų Korėja ir Rusija.
Projekto kaina gali siekti 13,5 milijardo eurų.
Lietuviai irgi kaupia žinias
Ar toks energijos gamybos būdas yra realus?  Apie tai praeitą savaitę buvo kalbėta Vilniaus Universitete, kur Jaunųjų energetikų klubas surengė paskaitą apie termobranduolinę sintezę. Apie naujausius mokslininkų pasiekimus pasakojo Vilniaus Universiteto Teorinės fizikos ir astronomijos instituto Atomo teorijos skyriaus vedėja Alicija Kupliauskienė.
Tam, kad vyktų branduolių sintezė, reikia įveikti vieną iš keturių fundamentaliųjų jėgų – elektromagnetinės sąveikos jėgą. Tai reiškia, du branduolius reikia suartinti iki 10-14m atstumo. Tam reikalinga didžiulė, maždaug 150 milijonų laipsnių temperatūra. Ji pasiekiama trimis būdais: kintamų magnetinių laukų sukurta elektros srove, neutralių atomų pluoštu bei radijo bangomis.
Tokioje temperatūroje dujos jonizuojasi (įgauna krūvį) ir tampa plazma. Jos valdymui yra naudojami labai stiprūs vertikalus ir horizontalus magnetiniai laukai.
Naujasis reaktorius Prancūzijoje turėtų ištirti plazmos savybes, jos elgesį ir valdymą. Planuojama šio reaktoriaus statybos pabaiga – 2027 metai.
Itin saugus energijos gamybos būdas
Neabejotinai kyla klausimas, kodėl verta į tai investuoji, jei ši technologija yra tokia brangi?
Kalbant apie branduolinę energiją, nėra išvengiama klausimų apie saugumą. Termobranduolinė sintezė yra itin saugus energijos gamybos būdas. Visų pirma, reaktoriaus išsilydimas ar sprogimas nėra įmanomi.
Taip yra dėl to, kad reakcijai vykti reikalingos itin tikslios sąlygos, pavyzdžiui, temperatūrai nukritus ar per daug pakilus, branduoliai jungtis negalės. Be to, reaktoriuje paties kuro bus labai nedaug – jo užtektų reakcijai vykti vos kelioms sekundėms. Tai reiškia, kad grandininė reakcija negalėtų įsižiebti.
Be to, termobranduolinė sintezė nedaro jokios neigamos įtakos aplinkai, o kuras yra lengvai gaunamas.
Tomas Griška
Vilniaus Universiteto

Jaunųjų energetikų klubas


Straipsnis buvo publikuotas www.energymarket.lt ir www.15min.lt

Komentarų nėra:

Rašyti komentarą