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

Przed nami dynamiczny pogodowo weekend. Miejscami termometry pokażą nawet 32 stopnie, ale nad krajem będzie wędrował front przynoszący opady i burze. Kolejne dni przyniosą spokojniejszą, ale miejscami chłodniejszą aurę.

W weekend nadciągnie żar. A co czeka nas później?

W weekend nadciągnie żar. A co czeka nas później?

Źródło:
tvnmeteo.pl

Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej ostrzega przed upałami. W sobotę do części kraju zawita skwar, który miejscami pozostanie z nami przez cały weekend. Sprawdź, gdzie będzie niebezpiecznie.

Fala gorąca wkroczy nad Polskę. IMGW ostrzega

Fala gorąca wkroczy nad Polskę. IMGW ostrzega

Aktualizacja:
Źródło:
tvnmeteo.pl

Martwe małże wypełniły chorwacką zatokę Mali Ston. W niektórych hodowlach zginęło prawie 90 procent mięczaków. Pomór zwierząt ma być powiązany z rekordowo wysoką temperaturą wód Adriatyku.

Zginęło 90 procent małży. "Bezprecedensowa katastrofa" w Chorwacji

Zginęło 90 procent małży. "Bezprecedensowa katastrofa" w Chorwacji

Źródło:
PAP

Pogoda na jutro, czyli na sobotę 27.07. Noc w większości regionów będzie pogodna, jednak lokalnie spodziewane są przelotne opady deszczu i burze. Pochmurne niebo towarzyszyć nam będzie także w dzień. Na termometrach zobaczymy do 31 stopni Celsjusza.

Pogoda na jutro - sobota 27.07. Nocą lokalnie przydadzą się parasole

Pogoda na jutro - sobota 27.07. Nocą lokalnie przydadzą się parasole

Źródło:
tvnmeteo.pl

Rekordowa fala ulewnych deszczy nawiedziła północno-wschodnie regiony Japonii, powodując powodzie i osuwiska ziemi. Japońskie władze poinformowały o co najmniej dwóch ofiarach śmiertelnych.

Woda porwała radiowóz. Nie żyje policjant

Woda porwała radiowóz. Nie żyje policjant

Źródło:
PAP, Reuters, The Japan Times, Kyodo News

Do silnego wstrząsu doszło na włoskich Polach Flegrejskich. Wstrząsy o magnitudzie 4,0 były odczuwalne w sąsiednim Neapolu. Chociaż nie doszło do poważnych uszkodzeń, aktywność sejsmiczna w tych okolicach budzi niepokój mieszkańców.

Wstrząsy w rejonie najgroźniejszego superwulkanu Europy

Wstrząsy w rejonie najgroźniejszego superwulkanu Europy

Źródło:
PAP, ANSA, tvnmeteo.pl

Filipińska Straż Przybrzeżna walczy ze skutkami zatonięcia tankowca MT Terra Nova u wybrzeży prowincji Bataan. Jak podały lokalne media, na wodach Zatoki Manilskiej rozciąga się plama ropy sięgająca kilku kilometrów. Chociaż uszkodzenie statku miało być stosunkowo niewielkie, służby przygotowują się na najgorszy scenariusz.

"Przygotowujemy się na najgorszy scenariusz"

"Przygotowujemy się na najgorszy scenariusz"

Źródło:
BBC, inquirer.net

Trzęsienie ziemi o magnitudzie 5,0 nawiedziło Teksas. Do zdarzenia doszło w piątek rano czasu lokalnego. Aktywność zarejestrowano bardzo płytko pod ziemią, przez co była odczuwalna na dość dużym obszarze.

Seria trzęsień ziemi w Teksasie

Seria trzęsień ziemi w Teksasie

Źródło:
USGS, KCBD

Ponad 60 tysięcy hektarów lasu spłonęło już w pożarze Park, który w środę wybuchł w północnej Kalifornii. Żywioł rozprzestrzenia się w błyskawicznym tempie. Lokalne służby poinformowały o zatrzymaniu mężczyzny, który jest podejrzewany o wywołanie pożaru.

Niebo czerwone jak krew, dziesiątki tysięcy hektarów w ogniu

Niebo czerwone jak krew, dziesiątki tysięcy hektarów w ogniu

Źródło:
Reuters, CNN, AP

42-letni turysta z Belgii trafił do szpitala z oparzeniami trzeciego stopnia, których doznał w Dolinie Śmierci w Kalifornii - jednym z najgorętszych miejsc na ziemi. Mężczyzna miał stracić klapki, chodząc po gorących wydmach.

W klapkach po Dolinie Śmierci. Finał w szpitalu

W klapkach po Dolinie Śmierci. Finał w szpitalu

Źródło:
CNN, tvnmeteo.pl

W trakcie ogromnego pożaru Park w Kalifornii powstało bardzo rzadkie i niebezpieczne zjawisko - ogniste tornado. Można zobaczyć je na nagraniu.

Ogniste tornado. Wirujący słup ognia na nagraniu

Ogniste tornado. Wirujący słup ognia na nagraniu

Źródło:
Reuters, tvnmeteo.pl

Rowerzysta w Kolumbii Brytyjskiej w Kanadzie natknął się na leśnej drodze na samicę niedźwiedzia grizli z młodymi. Zwierzę prawdopodobnie wystraszyło się i dlatego zaatakowało mężczyznę. Ten obronił się, uderzając niedźwiedzicę w pysk.

Jechał rowerem, grizli "natychmiast powalił go na ziemię"

Jechał rowerem, grizli "natychmiast powalił go na ziemię"

Źródło:
PAP, cbc.ca, vicnews.com

Dwójka astronautów pozostanie na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) do czasu, aż inżynierowie nie zakończą prac nad usterkami w ich statku - poinformowała w czwartek NASA. W sobotę minie 50 dni, odkąd załoga Starlinera przebywa w przestrzeni kosmicznej.

Mieli wrócić na Ziemię w czerwcu. NASA nadal nie wie, kiedy to nastąpi

Mieli wrócić na Ziemię w czerwcu. NASA nadal nie wie, kiedy to nastąpi

Źródło:
PAP, NASA

Z powodu upału w marokańskim mieście Bani Mallal w ciągu 24 godzin zmarło 21 osób - podał w czwartek resort zdrowia. W środę w tym regionie temperatura sięgała 48 stopni Celsjusza.

21 zgonów w 24 godziny w jednym mieście. Przez upał

21 zgonów w 24 godziny w jednym mieście. Przez upał

Źródło:
PAP, africanews.com

Tajfun Gaemi w czwartek lokalnego czasu uderzył we wschodnie wybrzeże Chin. Władze szacują, że dotkniętych przez żywioł jest ponad 600 tysięcy osób. Ogłoszo drugi najwyższy poziom alarmu powodziowego. Wcześniej przeszedł przez Tajwan i Filipiny, gdzie zginęło ponad 20 osób.

Setki tysięcy ewakuowanych, odwołane loty. Sytuacja "ponura i skomplikowana"

Setki tysięcy ewakuowanych, odwołane loty. Sytuacja "ponura i skomplikowana"

Źródło:
PAP, BBC, AP

Miliardy ludzi zmagają się z epidemią ekstremalnych upałów. Jeśli jest jedna rzecz, która łączy nasz podzielony świat, to fakt, że jest coraz bardziej gorąco - komentował w czwartek ostatnie rekordy temperatury na świecie sekretarz generalny ONZ Antonio Guterres. Podkreślił, że "upały, choć niewidoczne, są bardziej zabójcze niż inne skutki zmiany klimatu" i wezwał kraje do podjęcia pilnych działań w celu zmniejszenia skutków tych zmian i ochrony ludności.

"Ekstremalne upały to nowa nienormalność"

"Ekstremalne upały to nowa nienormalność"

Źródło:
PAP, Reuters, un.org, tvnmeteo.pl

Ogień szaleje w Parku Narodowym Jasper w Kanadzie. Ewakuowano z niego około 25 tysięcy osób - poinformował na konferencji prasowej Mike Ellis, przedstawiciel prowincji Alberta.

"To największy koszmar, jaki mógł spotkać naszą społeczność"

"To największy koszmar, jaki mógł spotkać naszą społeczność"

Aktualizacja:
Źródło:
Reuters, CBC, Alberta Wildfire, BBC

W amerykańskim mieście New Gloucester w stanie Maine baribal przewrócił karmnik dla ptaków i uciekł z przymocowaną do niego kamerą. Całe zdarzenie zostało uchwycone na nagraniu skradzionego urządzenia.

Przewrócił karmnik dla ptaków i uciekł z kamerą. Nagranie

Przewrócił karmnik dla ptaków i uciekł z kamerą. Nagranie

Źródło:
Reuters

Utwór Missy Elliott został wysłany... na Wenus. NASA dokonała transmisji za pomocą anteny wchodzącej w skład sieci Deep Space Network. "The Rain (Supa Dupa Fly)" to pierwsza hip-hopowa piosenka, która trafiła w przestrzeń pozaziemską.

Hip-hopowy hit wysłany na Wenus

Hip-hopowy hit wysłany na Wenus

Źródło:
PAP, NASA

Włochy przygotowują się na uderzenie antycyklonu afrykańskiego Charon. Przyniesie on kolejną falę upałów z temperaturą sięgającą 40 stopni w miastach. Atak gorąca, który miał trwać do końca lipca, będzie nękać kraj także w sierpniu.

Kolejne uderzenie antycyklonu Charon. Jak długo potrwa fala upałów we Włoszech

Kolejne uderzenie antycyklonu Charon. Jak długo potrwa fala upałów we Włoszech

Źródło:
PAP, ilgiornale.it, milanopavia.news, ANSA

Do ponad 250 wzrosła liczba ofiar śmiertelnych osuwisk, które w poniedziałek zeszły w południowej Etiopii. Według Organizacji Narodów Zjednoczonych w katastrofie mogło zginąć dwa razy więcej osób. W rejonie trwają akcje poszukiwawcze oraz ewakuacja mieszkańców.

Pod lawiną skał i ziemi mogło zginąć nawet 500 osób

Pod lawiną skał i ziemi mogło zginąć nawet 500 osób

Źródło:
Reuters, UN OCHA

Waran z Komodo, największa współcześnie żyjąca jaszczurka, posiada cienką warstwę żelaza pokrywającą zęby - wynika z najnowszych badań. Zdaniem naukowców, ta dość nietypowa cecha pozwala mu skutecznie zabijać ofiary i zdobywać pożywienie.

Zęby warana z Komodo są pokryte żelazem

Zęby warana z Komodo są pokryte żelazem

Źródło:
Nature, phys.org, The Guardian

Oceany stają się zbyt głośne dla zwierząt. Badania przeprowadzone przez australijskich naukowców wykazały, że dźwięki emitowane przez źródła antropogeniczne mogą zagłuszać naturalne odgłosy oceanu. Utrudnia to życie m.in. ostrygom, które mają problemy z kierowaniem się w optymalne miejsca do żerowania.

Hałas nie daje żyć mieszkańcom oceanów

Hałas nie daje żyć mieszkańcom oceanów

Źródło:
University of Adelaide, EEA

Po raz pierwszy w historii naukowcom udało się sfotografować planetę, która nie była wcześniej obserwowana z Ziemi. Dzięki Kosmicznemu Teleskopowi Jamesa Webba ich oczom ukazała się niezwykła egzoplaneta, sklasyfikowana jako super-Jowisz.

Ta planeta jest sześć razy cięższa niż Jowisz. Naukowcom udało się ją sfotografować

Ta planeta jest sześć razy cięższa niż Jowisz. Naukowcom udało się ją sfotografować

Źródło:
PAP, mpia, National Geographic

Naukowcy opisali "nowe El Nino" - anomalię pogodową kształtującą pogodę na świecie. Pojawia się na Pacyfiku nieopodal Australii i ma wpływ na całą półkulę południową. Jak twierdzą badacze, odkrycie może pomóc w tworzeniu dokładniejszych modeli klimatycznych i prognozowaniu pogody.

Naukowcy odkryli "nowe El Nino"

Naukowcy odkryli "nowe El Nino"

Źródło:
University of Reading, tvnmeteo.pl

W Parku Narodowym Yellowstone w USA wybuchł gejzer, gdy w pobliżu stała grupa ludzi. Na dużą wysokość z ziemi wystrzeliła gorąca para i fragmenty skał. Świadkowie zarejestrowali ten moment na nagraniu. Według służb nikomu nic się nie stało. Obszar w pobliżu gejzeru jest tymczasowo zamknięty.

Nagła eksplozja w parku narodowym. Ludzie rzucili się do ucieczki

Nagła eksplozja w parku narodowym. Ludzie rzucili się do ucieczki

Źródło:
CNN, volcanoes.usgs.gov, tvnmeteo.pl

Lej kondensacyjny, czyli zalążek trąby powietrznej, pojawił się w środę w Pszczynie (województwo śląskie). Nagranie, na którym widać chmurę w kształcie leja zniżającą się ku ziemi, otrzymaliśmy na Kontakt 24.

Zalążek trąby powietrznej na Śląsku

Zalążek trąby powietrznej na Śląsku

Źródło:
Kontakt 24, tvnmeteo.pl

Poniedziałek 22 lipca to najcieplejszy dzień na świecie w historii pomiarów - wynika ze wstępnych danych europejskiej agencji Copernicus Climate Change Service (C3S). Tym samym dzień ten wyprzedził niedzielę 21 lipca, która zdobyła ten tytuł zaledwie wczoraj.

Ziemia się gotuje. Kolejny dzień, kolejny rekord

Ziemia się gotuje. Kolejny dzień, kolejny rekord

Źródło:
Reuters