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

W nocy z wtorku na środę w odległej rosyjskiej prowincji zatrzęsła się ziemia. Potężne trzęsienie o magnitudzie 8,8 u wybrzeży półwyspu Kamczatka na Dalekim Wschodzie Rosji zostało zakwalifikowane jako jedno z największych wydarzeń sejsmicznych XXI wieku.

Najsilniejsze trzęsienia ziemi w XXI wieku. To z Kamczatki może awansować w rankingu

Najsilniejsze trzęsienia ziemi w XXI wieku. To z Kamczatki może awansować w rankingu

Źródło:
TVN24+

W najbliższym czasie znów znajdziemy się pod wpływem niżu śródziemnomorskiego. O tym, jak wpłynie on na pogodę w Polsce w najbliższym czasie, pisze w swojej prognozie pogody synoptyk tvnmeteo.pl Arleta Unton-Pyziołek. Nasza ekspertka wskazuje w niej też, jak długo będziemy czekać na powrót upału.

Kolejny niż śródziemnomorski. A kiedy wróci upał?

Kolejny niż śródziemnomorski. A kiedy wróci upał?

Źródło:
tvnmeteo.pl

W mediach pojawiły się nagrania i zdjęcia przedstawiające wieloryby wyrzucone na brzeg w Japonii. Do zdarzenia miało dojść mniej więcej w tym samym czasie, gdy na Pacyfiku nastąpiło potężne trzęsienie ziemi i wywołane nim tsunami. Eksperci zaznaczają jednak, że oba zdarzenia nie są ze sobą powiązane.

Wieloryby wyrzucone na brzeg przez tsunami? Ekspert wyjaśnia nagranie

Wieloryby wyrzucone na brzeg przez tsunami? Ekspert wyjaśnia nagranie

Źródło:
NHK, tvn24.pl

Ponad sto milionów mieszkańców Stanów Zjednoczonych zostało objętych alarmami przed ekstremalnym upałem. Skwar dotknął południowe i wschodnie regiony kraju. We wtorek w Nowym Jorku pobity został dzienny rekord sprzed ponad 70 lat.

Padają rekordy. Upał męczy sto milionów ludzi

Padają rekordy. Upał męczy sto milionów ludzi

Źródło:
PAP, NWS, NBC New York

Pogoda na jutro, czyli na czwartek 31.07. Nadchodzące godziny będą przeważnie dość pogodne - jedynie w części kraju przydadzą się parasole. W dzień nad krajem wędrować ma strefa opadów i burz. Na termometrach zobaczymy do 24 stopni Celsjusza.

Pogoda na jutro - czwartek, 31.07. Noc upłynie spokojnie, w dzień zagrzmi

Pogoda na jutro - czwartek, 31.07. Noc upłynie spokojnie, w dzień zagrzmi

Źródło:
tvnmeteo.pl

Po najsilniejszym trzęsieniu ziemi od ponad 10 lat na Kamczatce wybuchł wulkan. Kluczewska Sopka wyrzuciła popiół na wysokość trzech kilometrów. I to może nie być koniec jej aktywności.

Zatrzęsła się ziemia, wybuchł wulkan

Zatrzęsła się ziemia, wybuchł wulkan

Źródło:
PAP, Reuters

Anita Werner, dziennikarka "Faktów" TVN, przebywa na wyspie Oahu na Hawajach. Opowiadała o tym, jak otrzymała alert przed tsunami i musiała ewakuować się w bezpieczne miejsce. - To, co było rzeczywiście lekko stresujące w tej sytuacji, to kolejka samochodów, które jechały w głąb wyspy, żeby być w bezpiecznym miejscu - mówiła.

Anita Werner: jak są ostrzeżenia przed tsunami, to robi to na człowieku wrażenie

Anita Werner: jak są ostrzeżenia przed tsunami, to robi to na człowieku wrażenie

Trzęsienie ziemi o magnitudzie 8,8 - szóste największe w historii pomiarów i najsilniejsze na świecie od 14 lat - wystąpiło u wschodnich wybrzeży Kamczatki na Dalekim Wschodzie w Rosji. Fala tsunami spowodowana przez nie sunie przez Pacyfik. Dotarła do Zachodniego Wybrzeża USA, Alaski oraz Hawajów. W Japonii ewakuowano między innymi pracowników elektrowni atomowej w Fukushimie. Skutki trzęsienia ziemi odczuwają dziesiątki milionów ludzi na całym świecie.

Jedno z największych trzęsień ziemi w historii. Gdzie odwołano alarm, a gdzie nadal czekają na tsunami

Jedno z największych trzęsień ziemi w historii. Gdzie odwołano alarm, a gdzie nadal czekają na tsunami

Aktualizacja:
Źródło:
CNN, PAP, Reuters

Bardzo silne trzęsienie ziemi zarejestrowano we wtorek w rejonie Kamczatki. W wielu krajach wydano ostrzeżenia przed tsunami. Jak mówił na antenie TVN24 Tomasz Wasilewski, prezenter tvnmeteo.pl, fala tsunami może przemieszczać się nawet z prędkością odrzutowca - 800 kilometrów na godzinę.

"Fala tsunami może przemieszczać się z prędkością odrzutowca"

"Fala tsunami może przemieszczać się z prędkością odrzutowca"

Źródło:
TVN24, tvnmeteo.pl

W wyniku silnego trzęsienia ziemi, które odnotowano u wschodnich wybrzeży Kamczatki, powstała fala tsunami. Dotarła ona między innymi do Hawajów. Na Kontakt24 napisały Polki przebywające na wyspach Oʻahu i Maui.

Relacje Polek z Hawajów: znajomi śpią w samochodzie, córki u nas na podłodze

Relacje Polek z Hawajów: znajomi śpią w samochodzie, córki u nas na podłodze

Źródło:
Kontakt24

W mieście Tamba położonym na wyspie Honsiu padł w środę nowy rekord ciepła dla Japonii. Termometry pokazały tam aż 41,2 stopnia Celsjusza - podała Japońska Agencja Meteorologiczna (JAM). Na terenie niemal całego kraju wydano ostrzeżenia przed ekstremalnym upałem.

Nowy rekord gorąca padł w Japonii

Nowy rekord gorąca padł w Japonii

Źródło:
PAP, AFP

Niż genueński przyniósł w ostatnich dniach wielu regionom kraju ulewny deszcz. Intensywne opady w połączeniu z temperaturą przekraczającą 20 stopni to idealne warunki do pojawienia się mnóstwa komarów i wzrostu aktywności kleszczy.

Po ulewach mogą się pojawić chmary komarów    

Po ulewach mogą się pojawić chmary komarów    

Źródło:
PAP

W prognozach pogody dla środkowej Europy natykamy się na pojęcie niżów genueńskich - systemów pogodowych niosących ze sobą ogromne ilości wilgoci. Chociaż towarzyszą one mieszkańcom Starego Kontynentu od wieków, wydaje się, że ostatnimi czasy słyszymy o nich coraz częściej. Czy teraz, w epoce zmian klimatu, Polska powinna coraz bardziej bać się tych niżów i ulew, które ze sobą niosą?

Czy Genua boi się niżów genueńskich?

Czy Genua boi się niżów genueńskich?

Źródło:
TVN24+

Burza tropikalna Co-May nawiedziła wschodnie Chiny. Z powodu zagrożenia ewakuowano ponad 280 tysięcy mieszkańców Szanghaju. W związku z trzęsieniem ziemi wydano dla tego miasta ostrzeżenie przed tsunami.

Setki tysięcy ewakuowanych, odwołane loty. Wydano alerty

Setki tysięcy ewakuowanych, odwołane loty. Wydano alerty

Źródło:
Reuters, PAP

Hongkong nawiedziły silne ulewy. We wtorek w mieście po raz pierwszy w tym roku obowiązywały najwyższe, czarne ostrzeżenia meteorologiczne. Intensywne opady deszczu doprowadziły do powstania spektakularnego "wodospadu" przy jednej z ulic.

Ekstremalne opady stworzyły spektakularny "wodospad"

Ekstremalne opady stworzyły spektakularny "wodospad"

Źródło:
Reuters, straitstimes.com, hongkong.fp

Gwałtowna pogoda nie daje Tajwanowi odetchnąć po przejściu tajfunu Danas. Wyspę nawiedziła kolejna porcja ulewnego deszczu, który doprowadził do powodzi. Utonęło w niej kilka tysięcy świń, a straty szacowane są na pół miliona dolarów.

"Woda sięga na dwa metry". Kilka tysięcy świń utonęło

"Woda sięga na dwa metry". Kilka tysięcy świń utonęło

Źródło:
Reuters, Focus Taiwan

Powodzie błyskawiczne to bardzo niebezpieczne zjawisko, które coraz częściej występuje w naszym kraju - ostrzegają eksperci. Obecnie ze skutkami poważnych zalań i podtopień zmagają się mieszkańcy południowych i południowo-wschodnich regionów Polski.

"Z niepozornej, na co dzień spokojnej i urokliwej rzeczki robi się piekło"

"Z niepozornej, na co dzień spokojnej i urokliwej rzeczki robi się piekło"

Źródło:
PAP

Mieszkańcy północnych regionów Chin zmagają się ze skutkami katastrofalnej powodzi wywołanej obfitymi opadami deszczu. W wyniku żywiołu zginęło co najmniej 30 osób, a ponad 80 tysięcy zostało ewakuowanych. Według władz ulewy mogą utrzymywać się do środy.

Coś takiego "spotyka się raz na setki lat"

Coś takiego "spotyka się raz na setki lat"

Aktualizacja:
Źródło:
PAP, Reuters

Około 2600 gospodarstw domowych nie miało dostępu do energii elektrycznej z powodu burzy, jaka nawiedziła Sioux Falls w Dakocie Południowej. W mieście oraz jego okolicach silny wiatr doprowadził do wielu zniszczeń. W hrabstwie Gregory pojawiło się tornado.

Powalone drzewa, zerwane dachy, brak prądu

Powalone drzewa, zerwane dachy, brak prądu

Źródło:
Keloland.com, CNN, FOX Weather, Argus Leader, Dakota News

Po obfitych opadach deszczu trudna sytuacja panuje w mieście Tolkmicko (woj. warmińsko-mazurskie), gdzie wciąż trwa wypompowywanie wody z zalanych terenów. Strażacy mają dużo pracy w Nowym Dworze Gdańskim (woj. pomorskie), gdzie zalanych zostało około 300 domów i w Elblągu, gdzie woda popłynęła głównymi ulicami.

Ulewy w Polsce. Zalanych kilkaset domów, woda płynąca ulicami

Ulewy w Polsce. Zalanych kilkaset domów, woda płynąca ulicami

Aktualizacja:
Źródło:
TVN24

Portugalia nadal płonie - tysiące strażaków zmagają się z trzema dużymi pożarami i kilkudziesięcioma mniejszymi. We wtorek walkę z żywiołem utrudnia pogoda.

"Rozpaczliwie jest na to patrzeć"

"Rozpaczliwie jest na to patrzeć"

Źródło:
PAP, Reuters

Jeszcze kilka miesięcy temu uważano, że asteroida 2024 YR4 może uderzyć w 2032 roku w Ziemię. Po nowych wyliczeniach okazało się jednak, że obiekt minie naszą planetę, ale może trafić w Księżyc. Byłoby to największe takie uderzenie od tysięcy lat, a naukowcy wskazują, jakie miałoby konsekwencje.

Asteroida wielkości bloku może uderzyć w Księżyc

Asteroida wielkości bloku może uderzyć w Księżyc

Źródło:
CNN, tvn24.pl

Wiele nadmorskich kąpielisk we wtorek 29.07 jest zamkniętych. Powodem jest trudna sytuacja pogodowa, a przede wszystkim wysokie fale.

Czerwone flagi nad morzem. Gdzie nie można się kąpać

Czerwone flagi nad morzem. Gdzie nie można się kąpać

Źródło:
PAP

Irakiem zawładnęły ekstremalne upały - w poniedziałek w wielu częściach kraju termometry pokazały ponad 50 stopni Celsjusza. Organizacja Narodów Zjednoczonych zalicza Irak do krajów najbardziej narażonych na zmiany klimatu.

"Tak gorąco, że aż pali"

"Tak gorąco, że aż pali"

Źródło:
Reuters, Xinhua

Obserwując dziką zwierzynę, można czasem zauważyć osobniki o specyficznym umaszczeniu. Zdjęcia jednego z nich otrzymaliśmy na Kontakt24. Leśnicy wyjaśnili, z czego wynika nietypowy kolor zwierząt.

Łaciaty łoś zauważony na Mazurach

Łaciaty łoś zauważony na Mazurach

Źródło:
Kontakt24, Dyrekcja Generalna Lasów Państwowych

Grecję sparaliżowały pożary lasów, wywołane falą ekstremalnych upałów, które przez kilka dni nie ustępowały zarówno na kontynencie, jak i na wyspach. Najpoważniejsza sytuacja panowała na Eubei.

Płonęły wyspy i okolice miast. Ogień strawił cztery tysiące hektarów

Płonęły wyspy i okolice miast. Ogień strawił cztery tysiące hektarów

Źródło:
ekathimerini.com

Wokół Bursy, czwartego co do wielkości miasta Turcji, już trzeci dzień szaleją pożary. Podczas walki z żywiołem śmierć poniosły cztery osoby. Płoną także inne rejony kraju.

Spadła cysterna, zginęły trzy osoby

Spadła cysterna, zginęły trzy osoby

Źródło:
PAP, BBC News Turkce, Hurriyet

Obfite opady deszczu doprowadziły do powstania gwałtownej powodzi w mieście Brosteni na północy Rumunii. W wyniku żywiołu zginęła co najmniej jedna osoba - podała agencja Reuters.

Wody powodziowe zrównały z ziemią górskie miasto

Wody powodziowe zrównały z ziemią górskie miasto

Źródło:
Reuters

Nie mamy dobrych wiadomości dla ciepłolubnych - wszystkich nas czeka spadek temperatury znacznie poniżej średniej. Sprawdź najnowszą autorską długoterminową prognozę pogody na 16 dni, przygotowaną przez prezentera tvnmeto.pl Tomasza Wasilewskiego.

Pogoda na 16 dni: ofensywa zimna w samym środku wakacji

Pogoda na 16 dni: ofensywa zimna w samym środku wakacji

Źródło:
tvnmeteo.pl

Temperatura 50,5 stopni Celsjusza została zmierzona 25 lipca w mieście Silopi na południowym wschodzie Turcji. To najwyższa odnotowana wartość w historii kraju.

Ponad 50 stopni. Najwyższa temperatura w historii kraju

Ponad 50 stopni. Najwyższa temperatura w historii kraju

Źródło:
PAP, Deutsche Welle