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

Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej ostrzega przed upałami. Temperatura od środy będzie przekraczać 30 stopni Celsjusza. Wydano ostrzeżenia drugiego stopnia.

Ostrzeżenia IMGW dla dziewięciu województw

Ostrzeżenia IMGW dla dziewięciu województw

Aktualizacja:
Źródło:
IMGW

Nadchodzą upały. Temperatura przed weekendem sięgnie aż 33 stopni Celsjusza w cieniu. W prognozie na kolejne dni widać też gwałtowne burze z ulewami.

Pogoda na 5 dni. Żar poleje się z nieba, pogoda znów będzie groźna

Pogoda na 5 dni. Żar poleje się z nieba, pogoda znów będzie groźna

Źródło:
tvnmeteo.pl

Zapora na rzece Blue Earth w amerykańskim stanie Minnesota jest w stanie "nieuchronnej awarii" po tym, jak uszkodziła ją woda powodziowa. Podmyte zostały fundamenty jednego z domów położonych nad rzeką, budynek zawisł nad urwiskiem, musieli się ewakuować jego mieszkańcy.

Tama grozi zawaleniem, dom na skraju urwiska

Tama grozi zawaleniem, dom na skraju urwiska

Aktualizacja:
Źródło:
CNN, Reuters, MPR News, tvnmeteo.pl

Pogoda na jutro. W środę 26.06 czeka nas dużo słońca, jednak na południu kraju zbierze się więcej chmur i popada deszcz, a w górach zagrzmi. Temperatura będzie wysoka.

Pogoda na jutro - środa 26.06. Gorąco, uwaga na burze w górach

Pogoda na jutro - środa 26.06. Gorąco, uwaga na burze w górach

Źródło:
tvnmeteo.pl

Upały w tym tygodniu nadciągną do Polski. Synoptycy zapowiadają tak zwane tropikalne noce, w czasie których trudno będzie nam wypocząć po gorącym dniu. W weekend temperatura w części kraju w nocy nie spadnie poniżej 23 stopni Celsjusza.

Czeka nas seria tropikalnych nocy

Czeka nas seria tropikalnych nocy

Źródło:
tvnmeteo.pl, IMGW

Dwoje amerykańskich astronautów nie mogło w poniedziałek wykonać zaplanowanych prac konserwatorskich na zewnątrz Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) z powodu awarii skafandra jednego z nich - poinformowała NASA. To drugi anulowany spacer kosmiczny w tym miesiącu.

Astronautce przeciekał skafander. W ostatniej chwili odwołano opuszczenie stacji kosmicznej

Astronautce przeciekał skafander. W ostatniej chwili odwołano opuszczenie stacji kosmicznej

Źródło:
PAP, CNN, tvnmeteo.pl

Szwedzcy naukowcy wypuścili do przepływającej przez Goeteborg rzeki Goeta aelv pierwszy narybek jesiotrów atlantyckich. Gatunek ten wyginął w tych wodach ponad 100 lat temu na skutek przełowienia.

Nie było ich tu od ponad stu lat. Teraz naukowcy będą je śledzić

Nie było ich tu od ponad stu lat. Teraz naukowcy będą je śledzić

Źródło:
PAP

Wysokie fale spowodowały szkody w popularnej miejscowości wypoczynkowej w Meksyku. Fala sztormowa wdarła się do hoteli i klubów oraz zabrała spory kawałek plaży. Za zniszczenia odpowiedzialna jest burza Alberto, która w zeszłym tygodniu przeszła nad Meksykiem.

Natura pokazała, "kto tutaj rządzi". Popularna plaża zniszczona

Natura pokazała, "kto tutaj rządzi". Popularna plaża zniszczona

Źródło:
Reuters

Na Ziemię wróciła chińska sonda Chang'e-6. Na jej pokładzie znajdowały się próbki skał pochodzące z "ciemnej" strony Księżyca - części naszego naturalnego satelity, która jest niewidoczna dla ziemskich obserwatorów. Po raz pierwszy w historii eksploracji kosmosu udało się zebrać skały z tego miejsca i przetransportować je na Ziemię.

Pierwsze fragmenty "ciemnej" strony Księżyca wylądowały na Ziemi

Pierwsze fragmenty "ciemnej" strony Księżyca wylądowały na Ziemi

Źródło:
Reuters, CNN, tvnmeteo.pl

Pierwotne czarne dziury mogą stanowić tylko ułamek ciemnej materii, jaka występuje we Wszechświecie. Tak wynika z obserwacji polskich astronomów z projektu OGLE, którzy przedstawili wyniki analiz danych z niemal 20 lat obserwacji. Wskazują one również na inną ważną kwestię związaną z pochodzeniem fal grawitacyjnych.

"Jedna z największych zagadek współczesnej astronomii". W jej rozwikłaniu pomogli Polacy

"Jedna z największych zagadek współczesnej astronomii". W jej rozwikłaniu pomogli Polacy

Źródło:
PAP, Obserwatorium Astronomiczne UW

Inwazyjne pytony siatkowe stanowią coraz większe niebezpieczeństwo dla mieszkańców Portoryko. W kraju doszło do licznych ataków tych węży na ludzi, a niektóre zakończyły się tragicznie. Według badaczy gatunek ten stanowi niebezpieczeństwo nie tylko dla mieszkańców wyspy.

Są duże i agresywne. Ich ataki coraz częściej kończą się tragicznie

Są duże i agresywne. Ich ataki coraz częściej kończą się tragicznie

Źródło:
PAP, CNN

Zespół archeologów odkrył w Egipcie 33 grobowce rodzinne zawierające szczątki mumii oraz narzędzia pogrzebowe - podało w poniedziałek egipskie Ministerstwo Turystyki i Starożytnego Dziedzictwa.

Niezwykłe znalezisko. "Mumie wykazują oznaki anemii, chorób płuc i osteoporozy"

Niezwykłe znalezisko. "Mumie wykazują oznaki anemii, chorób płuc i osteoporozy"

Źródło:
PAP

Europejska Agencja Kosmiczna przeprowadziła tak zwany mokry test nowej rakiety nośnej Ariane 6. Ma ona zapewnić Europie niezależny dostęp do przestrzeni kosmicznej. - Jesteśmy w końcu blisko startu - powiedział Pier Domenico Resta, główny inżynier odpowiedzialny za system Ariane.

Ariane 6 przeszła "mokry" test. "Jesteśmy blisko startu"

Ariane 6 przeszła "mokry" test. "Jesteśmy blisko startu"

Źródło:
PAP, tvnmeteo.pl

Ogromny, płonący obiekt spada w pobliżu miasteczka, zmuszając przerażonych ludzi do ucieczki - takie nagranie pojawiło się w ostatnim czasie w chińskim internecie. Jak zauważają media, nagranie najprawdopodobniej przedstawia spadanie na wioskę Xianqiao w południowo-zachodnich Chinach fragmentu rakiety kosmicznej, którą w sobotę wystrzelił Pekin.  

Media: fragment chińskiej rakiety kosmicznej spadł na wioskę, ludzie uciekali z domów

Media: fragment chińskiej rakiety kosmicznej spadł na wioskę, ludzie uciekali z domów

Źródło:
CNN, tvn24.pl

Tegoroczna pielgrzymka wyznawców islamu do Mekki pochłonęła ponad 1300 ofiar śmiertelnych. Przyczyną tych tragedii były skrajne upały, sięgające nawet około 50 stopni Celsjusza. Córka starszego mężczyzny, który zmarł w namiocie nieopodal Mekki, przyznała jednak, że jego rodzina jest "szczęśliwa, że został pochowany w Mekce". Według islamu śmierć i bycie tam pochowanym jest błogosławieństwem.

Tragiczny skutek upałów. "Widziałem wielu pielgrzymów, którzy zmarli. Co kilkaset metrów leżało przykryte ciało"

Tragiczny skutek upałów. "Widziałem wielu pielgrzymów, którzy zmarli. Co kilkaset metrów leżało przykryte ciało"

Źródło:
CNN, Reuters

Naukowcy odkryli nieznany im dotąd sposób, w jaki bakterie emitują gazy cieplarniane. Niektóre grupy mikroorganizmów, gdy nie mają wystarczającego dostępu do tlenu, potrafią zasilać swój metabolizm za pomocą azotanów. W procesie tym wytwarzane są znaczące ilości gazu o silnym działaniu cieplarnianym. Naukowcy uspokajają, że emisjom tym możemy przeciwdziałać w jeden prosty sposób.

Odkryto nieznane dotąd źródło emisji gazów cieplarnianych

Odkryto nieznane dotąd źródło emisji gazów cieplarnianych

Źródło:
Caltech

Odnaleziono ciało turysty, który w niedzielę zaginął na Krecie. Mężczyzna wybrał się na samotną wycieczkę bez zapasu wody. To szósta osoba, która w ciągu ostatnich tygodni zmarła w Grecji prawdopodobnie na skutek przegrzania.

Ciało niemieckiego turysty znalezione na Krecie

Ciało niemieckiego turysty znalezione na Krecie

Źródło:
eKathimerini, Reuters

Nowa fala gorącego powietrza dotrze do Polski i znowu będzie ponad 30 stopni. Kiedy możemy spodziewać się powrotu upału? Sprawdź długoterminową prognozę pogody na 16 dni, przygotowaną przez prezentera tvnmeteo.pl Tomasza Wasilewskiego.

Pogoda na 16 dni: szykuje się kolejny skok temperatury

Pogoda na 16 dni: szykuje się kolejny skok temperatury

Źródło:
tvnmeteo.pl

W południowej Europie panują upały. W Hiszpanii termometry w niedzielę pokazywały nawet 40 stopni Celsjusza. Niezwykle gorąco jak na czerwiec jest również w innych krajach, w tym Grecji, Bułgarii czy nawet Wielkiej Brytanii.

Europa w uścisku gorąca. "Przed nami wyjątkowo trudne lato"

Europa w uścisku gorąca. "Przed nami wyjątkowo trudne lato"

Źródło:
Reuters, PAP, AEMET, 20minutos.es, greekreporter. fakti.bg

Rodzina z Florydy domaga się od NASA odszkodowania w wysokości 80 tysięcy dolarów po tym, jak metalowy obiekt z Międzynarodowej Stacji Kosmicznej uderzył w ich dom, robiąc dziurę w dachu i podłodze.

Pozywają NASA, bo część Międzynarodowej Stacji Kosmicznej zrobiła im dziurę w dachu

Pozywają NASA, bo część Międzynarodowej Stacji Kosmicznej zrobiła im dziurę w dachu

Źródło:
CBC News, Click Orlando

Ataki węży wywołały panikę wśród mieszkańców Bangladeszu. Za wiele z nich odpowiedzialne są żmije łańcuszkowe - jedne z najniebezpieczniejszych gadów Azji. Zwierzęta te zniknęły z kraju na początku XXI wieku, ale od niedawna zaczynają być zauważane w niektórych regionach.

Ataki węży wywołały panikę. W masowych polowaniach giną też niegroźne gatunki

Ataki węży wywołały panikę. W masowych polowaniach giną też niegroźne gatunki

Źródło:
BBC, TBS News

Fala upałów od tygodnia utrzymuje się nad ogromną częścią Stanów Zjednoczonych. W niektórych miastach w sobotę pobite zostały rekordy temperatury. Gorąco ma utrzymać się jeszcze przez kilka dni - służby publiczne ostrzegały, że tak długa ekspozycja na upał może mieć poważne konsekwencje dla zdrowia.

"To najgroźniejsza pogoda, z jaką mamy do czynienia"

"To najgroźniejsza pogoda, z jaką mamy do czynienia"

Źródło:
PAP, New York Times, NWS

W górzystym regionie w prowincji Hunan w środkowych Chinach doszło do osunięcia się ziemi. Zginęło osiem osób - podały państwowe media. Wcześniej w niedzielę informowano o śmierci jednej osoby w innej wiosce leżącej w tej prefekturze.

Osunęła się ziemia, ośmioro zabitych

Osunęła się ziemia, ośmioro zabitych

Źródło:
PAP, Xinhua

W historii Jowisza prawdopodobnie istniało kilka Wielkich Czerwonych Plam. Najnowsze badania wykazały, że burza, którą możemy obserwować obecnie, nie jest tą odnotowaną w XVII wieku. Badaczom udało się także określić jej prawdopodobny wiek i genezę.

Naukowcy rozwiązali tajemnicę największej burzy Układu Słonecznego

Naukowcy rozwiązali tajemnicę największej burzy Układu Słonecznego

Źródło:
PAP, NASA

Obłoki srebrzyste były widoczne w poniedziałkową noc nad Polską. Chociaż w części kraju w obserwacjach przeszkadzały chmury, niektórym Reporterom 24 udało się uchwycić to piękne zjawisko. Materiały otrzymaliśmy na Kontakt 24.

Srebrna łuna zalała niebo nad Polską

Srebrna łuna zalała niebo nad Polską

Źródło:
Kontakt 24, tvnmeteo.pl

Makaki z Portoryko przebudowały swoją społeczność po katastrofie naturalnej. Huragan Maria, który w 2017 roku spustoszył wyspę, zniszczył roślinność i poważnie ograniczył dostęp do cennego cienia. Naukowcy zauważyli, że taka sytuacja faworyzowała małpy zachowujące się w określony sposób.

Huragan "zmienił zasady gry" tej społeczności. I nie chodzi o ludzi

Huragan "zmienił zasady gry" tej społeczności. I nie chodzi o ludzi

Źródło:
University of Exeter, BBC, NWS, Smithsonian Magazine