Padł rekord energetyczny dla syntezy jądrowej. "To jest przyszłość"

Źródło:
PAP

Naukowcy od lat poszukują nieograniczonego źródła bezemisyjnej energii. Ważny krok ku odnalezieniu go wykonali właśnie badacze z europejskiego konsorcjum EUROfusion, w tym Polacy. W tokamaku znajdującym się w Wielkiej Brytanii udało im się wytworzyć stabilną plazmę i wygenerować 59 megadżuli energii w ciągu pięciu sekund.

Fuzja termojądrowa to proces, który "zasila" gwiazdy takie jak nasze Słońce. Z fizycznego punktu widzenia to proces połączenia dwóch atomów, na przykład deuteru z deuterem albo deuteru i trytu, które tworzą inny atom, czyli hel. Przy okazji tego procesu wydziela się energia. Jądra atomów mają ładunek dodatni, dlatego się odpychają. Do zderzenia można je jednak zmusić, na przykład kompresując plazmę impulsem laserowym albo rozpędzając je przez podgrzewanie gazu do bardzo wysokiej temperatury, sięgającej 80 albo 100 milionów stopni Celsjusza. Im temperatura jest wyższa, tym większa jest prędkość i szansa, że atomy zdążą się ze sobą zderzyć.

Plazmę można podgrzewać mikrofalami, przepuszczając przez nią prąd albo za pomocą iniektorów, wstrzeliwujących w obszar plazmy rozpędzoną wiązkę atomów deuteru. Po podgrzaniu plazma zaczyna produkować energię. Podobnie jak w elektrowni węglowej czy atomowej, ciepło odbierane jest za pomocą wody.

Fuzję można przeprowadzać w stellaratorach lub tokamakach, czyli urządzeniach, które służą do przeprowadzania kontrolowanej reakcji termojądrowej. Główna komora w tych urządzeniach jest w kształcie torusa (pierścienia). Fuzja odbywa się w specjalnym zbiorniku, w którym panuje bardzo niskie ciśnienie. Plazma jest tak gorąca, że nie może mieć bezpośredniego kontaktu ze ściankami zbiornika. Jest utrzymywana w zwartym słupie wewnątrz pierścienia dzięki silnemu polu magnetycznemu. Energia uwalnia się w postaci ciepła, które można przekształcić w energię elektryczną.

Według ekspertów opanowanie fuzji termojądrowej w dalszej perspektywie oznacza źródło czystej energii elektrycznej z wykorzystaniem niewielkiej ilości paliwa, które można pozyskiwać na całym świecie z niedrogich materiałów. Fuzja jest także z natury bezpieczna, gdyż nie może rozpocząć procesu, którego nie da się kontrolować, tak jak w przypadku rozszczepu atomu.

Padł rekord energetyczny dla syntezy jądrowej

Naukowcy od lat starają się opanować kolejne kroki w tym procesie. Nowe osiągnięcie zostało dokonane w ramach kampanii eksperymentalnej EUROfusion. Celem tej kampanii jest weryfikacja 20-letnich efektów badań syntezy jądrowej i przygotowanie do rozpoczęcia innego międzynarodowego projektu - ITER.

Eksperyment, o którym poinformował w środę międzynarodowy zespół ekspertów przeprowadzono w tokamaku Joint European Torus (JET), który powstał i działa w Culham w Wielkiej Brytanii jako Wspólne Przedsięwzięcie Wspólnoty Europejskiej od 1977 roku.

W reakcjach syntezy jądrowej uwolniono 59 megadżuli energii w postaci ciepła podczas pięciosekundowej fazy wyładowania plazmy. Wyrażając to w jednostkach mocy (energia na jednostkę czasu), tokamak JET osiągnął uśrednioną moc wyjściową nieco ponad 11 megawatów (megadżuli na sekundę) w ciągu pięciu sekund. Poprzedni rekord energetyczny z 1997 r. (ustanowiony przez JET i także dotyczący deuteru i trytu) wynosił niecałe 22 megadżule całkowitej energii i 4,4 megawata mocy uśrednionej podczas pięciu sekund (to ponad 2,5 raza mniej niż wynosi nowy rekord).

"W przyszłości możemy kontrolować fuzję przez pięć minut, a następnie przez pięć dni"

Konsorcjum EUROfusion złożone jest z 30 organizacji badawczych oraz 150 podmiotów stowarzyszonych, w tym uczelni i firm z 25 krajów Unii Europejskiej oraz Wielkiej Brytanii, Szwajcarii i Ukrainy. Łącznie to około 4800 ekspertów, studentów i pracowników. Polskę reprezentuje w nim Instytut Fizyki Plazmy i Laserowej Mikrosyntezy (IFPiLM).

Program EUROfusion ma dwa cele. Jednym z nich jest przygotowanie do eksperymentów na tokamaku ITER, drugi to natomiast opracowanie koncepcji przyszłej europejskiej demonstracyjnej elektrowni termojądrowej EU DEMO.

- Jeśli jesteśmy w stanie kontrolować fuzję przez pięć sekund, możemy to robić przez pięć minut, a następnie przez pięć dni, w miarę zwiększania skali funkcjonowania urządzeń w przyszłości - tak wyniki uzyskane w tokamaku JET podsumowuje Tony Donné, manager programu EUROfusion.

Jak komentuje dyrektor ITER Bernard Bigot, "stabilne wyładowanie deuteru z trytem na tym poziomie energetycznym - prawie na skalę przemysłową - potwierdza sens działania wszystkich zaangażowanych w fuzję na świecie". - W przypadku projektu ITER wyniki JET pozwalają nam zakładać, że jesteśmy na dobrej drodze do zademonstrowania mocy syntezy jądrowej - dodaje.

Energia termojądrowa "jest przyszłością"

Doktor habilitowana Agata Chomiczewska z IFPiLM podkreśla, że nowe wyniki stanowią zwieńczenie ważnego etapu badań nad kontrolowaną syntezą jądrową. - Coraz bardziej realna staje się wizja opracowania technologii bezpiecznego wytwarzania naprawdę czystej i taniej energii - dodaje.

Jak zaznacza natomiast Monika Kubkowska z IFPiLM i członek Rady Zarządzającej konsorcjum EUROfusion, energia termojądrowa "jest przyszłością", a "świat potrzebuje czystej, niskoemisyjnej i nieograniczonej energii".

"Gorący kawałek Słońca"

Tokamak JET powstał i działa w Culham w Wielkiej Brytanii jako Wspólne Przedsięwzięcie Wspólnoty Europejskiej od 1977 r. Od 2000 r. obiekt obsługuje go UK Atomic Energy Authority (UKAEA). Poprzednie eksperymenty z paliwem dla przyszłych elektrowni termojądrowych przeprowadzono tam w 1997 r. Tryt jest rzadkim surowcem, który również stwarza szczególne trudności, dlatego zespoły badawcze zwykle używają wodoru lub deuteru podczas wykonywania eksperymentów z plazmą. Surowiec ten w przyszłych elektrowniach będzie powstawał z litu podczas produkcji energii.

JET jest obecnie największym na świecie obiektem syntezy jądrowej i jedynym działającym tokamakiem na świecie, który może wykorzystywać tę samą mieszankę paliwową deuteru i trytu (D-T), jaka została zaplanowana dla przyszłych elektrowni termojądrowych.

Plazma osiąga w nim temperaturę 150 mln stopni Celsjusza, czyli 10 razy wyższą niż wewnątrz Słońca. W tokamaku JET można osiągnąć warunki podobne do tych, jakie panują w przyszłych elektrowniach termojądrowych i w innym urządzeniu ITER, dla którego JET stanowi poligon doświadczalny. Reaktor eksperymentalny ITER to z kolei większa i bardziej zaawansowana wersja tokamaka, budowana w południowej Francji jako jeden z największych wspólnych projektów naukowych w historii. ITER powstał we współpracy pomiędzy Chinami, UE, Indiami, Japonią, Koreą Południową, Rosją i Stanami Zjednoczonymi. Stanowi element projektu badawczego poświęconego badaniom nad syntezą jądrową, a jego cel to demonstracja naukowych i technologicznych możliwości energii termojądrowej. Naukowcy mają nadzieję, że wykorzystując paliwo deuterowo-trytowe ITER będzie w stanie uwolnić dziesięć razy więcej energii niż jest dostarczane do plazmy w postaci energii grzewczej.

Aby maksymalnie zbliżyć najnowszy eksperyment JET do przyszłych warunków ITER-a, poprzednia węglowa wyściółka komory plazmowej została zastąpiona mieszanką berylu i wolframu. Wolfram jest bardziej odporny niż węgiel, który ponadto magazynuje za dużo wodoru. Jednak metalowa ściana stawia nowe wymagania co do jakości sterowania plazmą.

Eksperymenty prowadzone w reaktorach syntezy jądrowej pozwolą lepiej opanować procesy niezbędne do uzyskiwania energii termojądrowej w odległej przyszłości. Badacze uczą się dzięki temu, jak otrzymywać plazmę (czyli "gorący kawałek Słońca") przez dłuższy czas w polu magnetycznym i pozyskiwać z niego energię. To warunek, aby przyszłe elektrownie termojądrowe mogły działać.

Autorka/Autor:ps

Źródło: PAP

Pozostałe wiadomości

Rządowe Centrum Bezpieczeństwa ostrzega przed czwartkowymi burzami. Alert został ogłoszony dla siedmiu województw.

Alert RCB. "Jeśli możesz, zostań w domu"

Alert RCB. "Jeśli możesz, zostań w domu"

Źródło:
tvnmeteo.pl

W czwartek około południa nad Polską pojawiły się wyładowania atmosferyczne. W ciągu kolejnych godzin niebezpiecznych zjawisk będzie więcej. Sprawdź, gdzie jest burza, i śledź aktualną sytuację pogodową na tvnmeteo.pl.

Gdzie jest burza? Między innymi na Mazowszu

Gdzie jest burza? Między innymi na Mazowszu

Źródło:
tvnmeteo.pl

Dziś pełnia Księżyca. Nasz naturalny satelita znajdzie się bardzo nisko nad horyzontem, co sprawi, że będzie wydawał się większy niż zazwyczaj. Jak zapowiada Karol Wójcicki, autor bloga "Z głową w gwiazdach", to jednak nie wszystkie atrakcje, jakie czekają miłośników obserwacji nocnego nieba w nadchodzących godzinach.

Dziś pełnia Księżyca i "dwa ciekawe zdarzenia"

Dziś pełnia Księżyca i "dwa ciekawe zdarzenia"

Źródło:
"Z głową w gwiazdach", tvnmeteo.pl

Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej ostrzega przed burzami w czwartek. Najbardziej niebezpieczne burze, z intensywnymi opadami deszczu i gradem, synoptycy zapowiadają w centrum i na południowym wschodzie Polski. Dla kilku województw wydano ostrzeżenia drugiego stopnia.

Burze z gradem i ulewami. Siedem województw szczególnie zagrożonych

Burze z gradem i ulewami. Siedem województw szczególnie zagrożonych

Źródło:
IMGW

50-latek z Auckland został ukarany grzywną po tym, jak w mediach społecznościowych pojawiło się nagranie, na którym widać, jak skacze z łodzi do wody wprost na orki pływające w pobliżu. Działanie mężczyzny oceniono jako "celowe, szokujące i głupie".

Mężczyzna rzucił się z łodzi na orkę i jej młode. "Celowe, szokujące i głupie"

Mężczyzna rzucił się z łodzi na orkę i jej młode. "Celowe, szokujące i głupie"

Źródło:
ABC News, DOC

Co najmniej pięć osób zginęło, a kilkadziesiąt zostało rannych - to bilans ofiar po przejściu potężnego tornada we wtorek przez miasteczko Greenfield w amerykańskim stanie Iowa. Duża część miejscowości została zniszczona. - To trwało kilka sekund - mówią mieszkańcy, którzy przy pomocy służb usuwają skutki żywiołu. 

"To trwało kilka sekund", "mój dom jest całkiem zniszczony"

"To trwało kilka sekund", "mój dom jest całkiem zniszczony"

Źródło:
CNN, Reuters, tvnmeteo.pl

Środa była kolejnym burzowym dniem w Polsce. Strażacy interweniowali kilkaset razy. Ulewny deszcz zalewał domy i posesje. W Radzewie w województwie wielkopolskim piorun uderzył w budynek mieszkalny. Nie ma informacji o poszkodowanych w tym zdarzeniu - poinformowała straż pożarna. Na Kontakt 24 otrzymaliśmy zdjęcia i nagrania pokazujące skutki gwałtownej pogody.

Zalane domy i drogi. Strażacy interweniowali ponad pół tysiąca razy

Zalane domy i drogi. Strażacy interweniowali ponad pół tysiąca razy

Aktualizacja:
Źródło:
tvnmeteo.pl, TVN24, PAP, Kontakt 24

Pogoda na dziś. Czwartek 23.05 w wielu miejscach kraju okaże się burzowy. Zjawiskom będą towarzyszyły ulewny deszcz oraz opady gradu. Lokalnie zrobi się już chłodniej, ale w części Polski utrzyma się gorąco - termometry pokażą do 27 stopni Celsjusza.

Pogoda na dziś - czwartek 23.05. Do 27 stopni i wysoka wilgotność

Pogoda na dziś - czwartek 23.05. Do 27 stopni i wysoka wilgotność

Źródło:
tvnmeteo.pl

W kolejnych dniach w pogodzie wciąż będzie się sporo dziać. W wielu miejscach kraju na termometrach zobaczymy wartości zbliżające się do 30 stopni Celsjusza. Do letniej temperatury dołączą burze, które lokalnie mogą przynosić intensywne opady deszczu, a lokalnie nawet gradu.

Gorąca i burzowa aura na razie nam nie odpuści. Pogoda na 5 dni

Gorąca i burzowa aura na razie nam nie odpuści. Pogoda na 5 dni

Źródło:
tvnmeteo.pl

W ostatnich kilkudziesięciu godzinach część mieszkańców Czech musiała zmagać się ze skutkami ulew. Zalane zostały domy, potrzebna była pomoc strażaków.

"Chce mi się płakać. Wszędzie jest ten sam brud"

"Chce mi się płakać. Wszędzie jest ten sam brud"

Źródło:
ENEX, plzen.cz, idnes.cz

Potężne tornado przeszło we wrotek przez miasteczko Greenfield w amerykańskim stanie Iowa. Policja informuje o "licznych ofiarach śmiertelnych" i kilkunastu rannych osobach. Jest wiele zniszczeń.

"Liczne ofiary śmiertelne". Domy zrównane z ziemią po przejściu tornada

"Liczne ofiary śmiertelne". Domy zrównane z ziemią po przejściu tornada

Źródło:
PAP, Reuters

Starship, czyli najpotężniejsza rakieta świata, czeka na swój czwarty testowy lot. Ma się on odbyć za około dwa tygodnie - poinformował Elon Musk, właściciel firmy SpaceX, która skonstruowała statek kosmiczny.

Megarakieta Elona Muska poleci czwarty raz. Podano datę

Megarakieta Elona Muska poleci czwarty raz. Podano datę

Źródło:
PAP, tvnmeteo.pl

Gwałtowne burze szalały we wtorek w Serbii. W mieście Sombor na północy kraju zginęła jedna osoba, w Nowym Pazarze na południu w związku z ryzykiem powodzi ogłoszono stan wyjątkowy. W sąsiedniej Chorwacji tego samego dnia silny wiatr powalał drzewa z korzeniami.

Drzewo przygniotło samochód, zginęła kobieta

Drzewo przygniotło samochód, zginęła kobieta

Źródło:
PAP

Burze z gradem przeszły w poniedziałek nad północną Holandią. Zjawiskom towarzyszyły ulewy, które spowodowały poważne podtopienia. W niektórych wioskach opady były tak intensywne, że woda i grad wdzierały się do budynków przez system kanalizacji.

Sto litrów deszczu na metr kwadratowy w godzinę. "Grad wylewał się z toalet"

Sto litrów deszczu na metr kwadratowy w godzinę. "Grad wylewał się z toalet"

Źródło:
Reuters, rtl.nl, Hart van Nederland

Gradobicie przeszło we wtorek nad Majorką. Przez około godzinę nad północną częścią wyspy szalała burza z ulewnym deszczem. Zmiana pogody zaskoczyła żeglarzy przepływających w pobliżu miejscowości Alcudia, w tym Reporterkę 24. Jej relację otrzymaliśmy na Kontakt 24.

Gradobicie na Majorce. "Nagle zrobiło się czarno, zaczął padać rzęsisty deszcz"

Gradobicie na Majorce. "Nagle zrobiło się czarno, zaczął padać rzęsisty deszcz"

Źródło:
Kontakt 24, Cronica Balear

Od trzech miesięcy odwiedzający zoo w Walencji w Hiszpanii widzą poruszające zachowanie jednej z mieszkających tam szympansic. Zwierzę o imieniu Natalia straciło młode kilka dni po narodzinach i od tego czasu nie chce się z nim rozstać.

Szympansica od trzech miesięcy nie oddaje zmarłego dziecka. Poruszające obrazy w hiszpańskim zoo

Szympansica od trzech miesięcy nie oddaje zmarłego dziecka. Poruszające obrazy w hiszpańskim zoo

Źródło:
Reuters, abc.es, The Olive Press

Lokalne władze apelują o spokój po poniedziałkowym trzęsieniu ziemi we Włoszech, w wyniku którego konieczna była ewakuacja mieszkańców. Chociaż zniszczenia okazały się niewielkie, aktywność sejsmiczna budzi niepokój - została bowiem odnotowana w rejonie największego superwulkanu Europy, Pól Flegrejskich.

"Czuliśmy, jak ziemia porusza się pod naszymi stopami"

"Czuliśmy, jak ziemia porusza się pod naszymi stopami"

Źródło:
PAP, The Guardian, La Reppublica

Wrony zaatakowały mieszkańców miasta Nisz w Serbii. Agresywne zachowanie ptaków może dziwić, ale było ono podyktowane instynktem rodzicielskim. Lokalne media ostrzegły, że podobne sytuacje mogą zdarzać się jeszcze przez kilka dni.

Wrony zaatakowały przechodniów. "Słysząc krakanie, miejcie się na baczności!"

Wrony zaatakowały przechodniów. "Słysząc krakanie, miejcie się na baczności!"

Źródło:
PAP, jugmedia.rs

W Polsce zaczął się letni sezon burzowy. To niebezpieczne zjawiska, które są zagrożeniem dla naszego zdrowia, a nawet życia i powodują duże szkody materialne. Jak zachować się w czasie burzy, by być bezpiecznym?

W domu, na zewnątrz, w czasie jazdy. Co robić, gdy zacznie się burza

W domu, na zewnątrz, w czasie jazdy. Co robić, gdy zacznie się burza

Źródło:
tvnmeteo.pl, policja.pl

Silna burza gradowa nawiedziła w poniedziałek Gniezno. Zrobiło się biało jak od śniegu, a w wyniku ulewy zalane były ulice i budynki. Trwa sprzątanie i liczenie strat. Jak mówiła na antenie TVN24 synoptyk tvnmeteo.pl Arleta Unton-Pyziołek, zaczął się okres "typowo letni, z krótkotrwałymi, ale bardzo niebezpiecznymi burzami".

"Mieliśmy sytuację, która przypomina ulewy w górach". Co się stało w Gnieźnie

"Mieliśmy sytuację, która przypomina ulewy w górach". Co się stało w Gnieźnie

Źródło:
tvnmeteo.pl, TVN24, IMGW

Rośnie liczba ofiar śmiertelnych trwającej od początku maja ogromnej powodzi w stanie Rio Grande do Sul na południu Brazylii. Zginęło prawie 160 osób, niemal 90 osób jest poszukiwanych - podały władze. Utrzymujące się opady i wysoka woda doprowadziły do pojawienia się drapieżnych zwierząt na zalanych ulicach miast tego regionu.

"Jakby jeszcze było mało powodzi, to pojawiły się żakare"

"Jakby jeszcze było mało powodzi, to pojawiły się żakare"

Źródło:
PAP, tvnmeteo.pl

Nie żyje 23-letni wspinacz, poszukiwany przez kilka dni po tym, jak zaginął w Górach Skalistych w Stanach Zjednoczonych - poinformowały władze Parku Narodowego Gór Skalistych. W dniu, w którym wysłał ostatnią wiadomość, przez park przeszły silne burze. Wstępne dochodzenie wykazało, że mężczyzna "spadł z dużej wysokości".

Burza zaskoczyła go w górach, 23-latek "spadł z dużej wysokości"

Źródło:
CNN, tvn24.pl

Naukowiec z Brazylii prowadził badania nad jadowitymi wężami poprzez... wielokrotne nadeptywanie na nie. Celem było sprawdzenie, w jakich sytuacjach są najbardziej skłonne do ataku. Wężom nic się nie stało - w przeciwieństwie do samego badacza.

Nadepnął na grzechotniki ponad 40 tysięcy razy

Nadepnął na grzechotniki ponad 40 tysięcy razy

Źródło:
Science, dw.com, ADW

Śliniki luzytańskie mogą stanowić zagrożenie dla populacji wilków. Chociaż te inwazyjne ślimaki wyglądają niegroźnie, są wektorami wielu groźnych patogenów. Nie przepadają za nimi również rolnicy.

Ten ślimak skolonizował Polskę. "Choć trudno w to uwierzyć, może być zagrożeniem dla wilka!"

Ten ślimak skolonizował Polskę. "Choć trudno w to uwierzyć, może być zagrożeniem dla wilka!"

Źródło:
Karkonoski Park Narodowy, GDOŚ, WCVM

Mikroplastik został znaleziony w ludzkich i psich jądrach. Badanie amerykańskich naukowców wskazało, że w tkankach męskiego układu rozrodczego mogą gromadzić się spore ilości tworzyw sztucznych. Ich obecność może powodować problemy z płodnością.

Składnik toreb i butelek przenika do jąder

Składnik toreb i butelek przenika do jąder

Źródło:
PAP, UNM

Bolid przemknął w niedzielną noc po niebie nad Portugalią. Jego spaleniu w atmosferze towarzyszył efektowny rozbłysk, który na kilka chwil zabarwił niebo na niebiesko. Fragmenty kosmicznej skały prawdopodobnie spadły na ląd.

Błękitna kula ognia zmieniła noc w dzień

Błękitna kula ognia zmieniła noc w dzień

Źródło:
Publico

Zmiany klimatu negatywnie oddziałują na ludzi z chorobami mózgu - twierdzą brytyjscy naukowcy na łamach pisma "Lancet Neurology". Z badań wynika, że szczególnie niebezpieczne są ekstrema związane z temperaturą powietrza i jej duże wahania.

Zbadali wpływ zmian klimatu na chorych. Ci pacjenci są szczególnie narażeni

Zbadali wpływ zmian klimatu na chorych. Ci pacjenci są szczególnie narażeni

Źródło:
PAP

Kleszcz afrykański, nazywany też wędrownym, pojawił się w Europie, a być może także w Polsce. Maciej Grzybek z Gdańskiego Uniwersytetu Medycznego wyjaśnił na antenie TVN24, że badanie obecności tego pajęczaka w naszym kraju jest ważne ze względu na przenoszone przez niego choroby. Jak opowiadał, każdy z nas może pomóc w poszukiwaniach.

Kleszcz afrykański. Ekspert o tym, jak poważne stanowi zagrożenie

Kleszcz afrykański. Ekspert o tym, jak poważne stanowi zagrożenie

Źródło:
TVN24, tvnmteo.pl

W zeszłym tygodniu Ziemia doświadczyła burzy geomagnetycznej, która zaowocowała zorzami polarnymi widocznymi nawet stosunkowo blisko równika. W rozmowie z tvnmeteo.pl Helena Ciechowska z Centrum Badań Kosmicznych PAN wyjaśniła, jak powstają "światła północy" i dlaczego od pewnego czasu są szczególnie efektowne.

"Wygląda na to, że zaczynamy maksimum cyklu słonecznego"

"Wygląda na to, że zaczynamy maksimum cyklu słonecznego"

Źródło:
livescience.com, tvnmeteo.pl, scientificamerican.com