Choć na razie przemysł skupia się na budowie nowych farm wiatrowych i instalacji fotowoltaicznych, to jednak w wielu miejscach na świecie trwają intensywne prace nad opanowaniem procesu fuzji termojądrowej, dokładnie tego samego, który generuje energię we wnętrzu Słońca. W przeciwieństwie do wiatru i promieniowania słonecznego fuzja termojądrowa w kontrolowanych warunkach może generować energię bez przerwy, niezależnie od jakichkolwiek warunków pogodowych. Gdy jednak wiatru nie ma, to turbiny prądu nie generują. Dokładnie tak samo jak panele fotowoltaiczne nie generują prądu w nocy, czy przy silnym zachmurzeniu.
Jedną z firm, która pracuje nad tym problemem jest chińska firma Energy Singularity. Jak donoszą chińskie media, firma zbudowała właśnie jako pierwsza na świecie tokamak wykorzystujący nadprzewodnictwo wysokotemperaturowe.
Urządzeniu, które zostało zbudowane w Szanghaju nadano mało wyrafinowaną nazwę HH70. Choć nazwa może nie jest imponująca, to jednak samym tokamakiem Chiny mogą zrewolucjonizować rynek absolutnie czystej energii generowanej w procesie syntezy termojądrowej.
Czytaj także: Mamy nowy rekord fuzji! Został ustanowiony w Europie
Warto tutaj przypomnieć, że człowiek ma do dyspozycji także czystą energię (w tym znaczeniu, że nie emituje przy tym CO2) pochodzącą z procesu rozszczepienia jądra atomowego. Niestety wykorzystanie reaktorów tego typu generuje duże ilości odpadów jądrowych i teoretycznie istnieje ryzyko skażenia dużych obszarów w przypadku poważnej awarii. Synteza jądrowa, czyli niejako odwrotność procesu rozszczepienia jądra atomowego nie wiąże się z takim niebezpieczeństwem.
W procesie fuzji termojądrowej atomy wodoru łączą się ze sobą w atomy helu, uwalniając przy tym olbrzymie ilości czystej energii. Taki proces zachodzi w jądrze Słońca, w warunkach niewiarygodnie wysokiej temperatury i ciśnienia. Naukowcy w tokamakach starają się odtworzyć panujące tam warunki, generując plazmę zbudowaną z jonów wodoru i elektronów. Plazma ta utrzymywana jest w komorze o kształcie pączka z dziurką i kontrolowana za pomocą pola magnetycznego. Największym wyzwaniem stojącym przed naukowcami jest podniesienie temperatury plazmy do tej, która panuje we wnętrzu Słońca. Powstała w takich warunkach energia musi być większa od ilości energii dostarczanej do układu w celu podtrzymania plazmy w odpowiednich warunkach. W ostatnich kilku latach naukowcom udało się uzyskać niewielkie ilości energii netto, utrzymując plazmę pod kontrolą najpierw przez kilka sekund, a potem przez kilka minut.
Tokamak HH70 może przybliżyć nas do niewyczerpanego źródła energii.
Jak donosi CGTN, urządzenie opracowane przez Energy Singularity jest znacznie mniejsze i tańsze w budowie od klasycznych tokamaków. Jego zaletą jest fakt, iż jest on wykonany z nadprzewodzącego materiału wysokotemperaturowego REBCO składającego się z tlenku miedzi, baru i metali ziem rzadkich. Materiał ten może być produkowany w dużych ilościach, co z kolei znacząco obniży jego cenę.
Mało tego, wykorzystanie tego konkretnego materiału sprawia według przedstawicieli firmy, że cały tokamak może być wielokrotnie mniejszy od konwencjonalnego urządzenia tego typu. Naukowcy przekonują, że tokamak z REBCO zajmuje zaledwie 2 proc. objętości konwencjonalnego tokamaka.
Czytaj także: Lasery utorują drogę do nieograniczonego źródła energii. Pierwsze efekty są już widoczne
Czy to urządzenie faktycznie jest w stanie zapewnić nam odpowiednią ilość energii? Tego jeszcze do końca nie wiadomo. Jak dotąd najbardziej wydajny tokamak był w stanie generować o 53 proc. więcej energii, niż było dostarczane do układu. Przedstawiciele Energy Singularity przekonują, że docelowo opracowany przez nią tokamak będzie generował dziesięciokrotnie więcej energii, niż będzie potrzeba do jego działania.
Kiedy zatem możemy spodziewać się rewolucji energetycznej? Z pewnością możemy powiedzieć, że ten moment zbliża się dużymi krokami. Jak na razie jednak Energy Singularity planuje zbudować tokamak nowej generacji w ciągu najbliższych trzech lat, a demonstrator technologii powinien zmaterializować się jeszcze przed końcem dekady.
