Postoje li ipak nepoznanice u pokusu, pa i one opasne za čovječanstvo?

EURATOM-a za fisije oko 180 milijuna eura, a novac koji se izdvaja za fuziju 18 je puta veći, uključujući i ITER, dakako. Postoji jasan interes da se Hrvatska uključi u te dobro financirane eksperimente i, još konkretnije, da putem tih mehanizama i hrvatski kompetentni subjekti udu u sustave javne nabave za projekte poput ITER-a ili nakon njega prve fuzijske elektrane DEMO. U svakom slučaju, dobro je što je MZOS na vrijeme ušao u taj proces jer pred nama je gomila poslova i sporazuma koji će to omogućiti.

Postoje li ipak nepoznanice u pokusu, pa i one opasne za čovječanstvo? Jedan je od problema u radu fuzijskog reaktora održivost rada sa supravodljivim magnetima, te upravljanje strujom u tim magnetima čije će zavojnice radi postizanja supravodljivosti morati biti rashlađivane na -269 °C. Osim toroidalnih zavojnica koje prate taj prstenasti oblik komore s plazmom postoje i poloidalne, tj. vertikalne koje idu naokolo tokamaka ili su usred njega. Kombinacija svih tih magnetnih polja stvara veoma složeno polje koje omogućava plazmi da se kreće kružno u obliku spirale unutar torusa tokamaka i da pri tome izbje-gava direktni fizički kontakt s njegovim stijenkama. Proračunavanje takvih polja i njihovo održavanje poseban je tehnološki problem. U tu svrhu u Cadaracheu je već postavljeno superračunalo Helios I koje pomaže u stvaranju simulacije i kontroliranju takvih magnetnih polja. Ali problem svih problema jest veoma jako neutronsko zračenje i s nečim takvim dosad se još nitko na Zemlji nije susreo. Sve sadašnje nuklearke rade s fizijskim neutronima čija je energija 2,7 MeV, a u ITER-u se barata fuzijskim neutronima energije 14,1 MeV koji nastaju fuzijom deuterija i tricija u helij.

Zašto je to problem? Ti neutroni velik su izazov za strukturnu čvrstoću svega od čega će biti sagrađen tokamak i sva oprema oko njega. Za razliku od plazme magnetno polje ne utječe na neutrone i oni mogu stvoriti znatna strukturna oštećenja u zaštitnim pločama unutar tokamaka, na opremi za kontrolu plazme unutar tokamaka, na vakuumskoj komori i nosivim elementima. K tome tolika gustoća neutrona ne bi trebala imati pulsni karakter, već biti stabilna jer se upravo i želi postići kontinuitet te održivost plazme. S druge strane, temperatura plazme u sredini torusa tokamaka bit će oko 150 milijuna Celzijevih stupnjeva, a na vanjskim rubovima nekoliko stotina tisuća stupnjeva i koliko je god magneti držali, ipak će jedan mali dio možda stvarati probleme površini zaštitnih ploča.

Od čega su te ploče? Izbor je bio između nanostrukture silicijeva karbida (SiC) i volframa. No budući da SiC absorbira previše goriva iz plazme, za gradnju ITER-a odabran je volfram. Kako bi se izbjeglo eventualno onečišćenje plazme atomima volframa, na njega se nanosi zaštitni sloj berilija i tu nastaju novi problemi. Pitanje je kako će i koliko dugo berilij na volframu izdržati na tolikoj temperaturi i tako intenzivnom neutronskom zračenju, a i kako će se i sam volfram ponašati. Berilij je i veoma otvoren, pa će završnu fazu montaže i sve kasnije radove održavanja u tokamaku raditi roboti umjesto ljudi. Isto-dobno, to je i sjajna prilika za projektante i proizvođače robota da se uključe u taj segment održavanja.

I gdje je Hrvatska u cijeloj priči? Osnivamo svoju nacionalnu fuzijsku asocijaciju CFA (Croatian Fusion Association), mrežu istraživačkih grupa iz hrvatskih znanstvenih laboratorija pri Ministarstvu znanosti koje se već bave ili planiraju istraživanja u području fuzije. Neće se baviti samom fuzijom, već rješavanjem brojnih fizičkih i tehnoloških problema kao što su otpornost materijala na neutronsko zračenje, grijanje plazme, kreiranje detektorskih sustava i njihove izdržljivosti, od opreme za rad s tricijem do numeričkih simulacija elektromagnetskih polja do robotike i stvaranja neutronške sigurnosti za okružje i osoblje u ITER-u. U svemu tome Hrvatska i te kako ima iskustva jer već postoje laboratoriji koji su se javili za sudjelovanje u CFA, a to su oni s IRB-a, Institut za fiziku, FER-a, FSB-a, splitskog FESB-a i riječkog RITEH-a. U dosadašnjim razgovorima s predstavnicima EURATOM-a odbio sam mogućnost da se priključimo fuzijskoj asocijaciji neke druge zemlje kao što su slovenska, mađarska ili talijanska jer sami imamo dovoljno jakih istraživačkih laboratorija.

Na što nas punopravno članstvo u EURATOM-u obvezuje, a što dobivamo? Članarina Hrvatske za fuzijski dio u EURATOM-u iznosit će 600-tinjak tisuća eura na godinu i to je preduvjet za sve ostalo. Ulaskom Kompleks ITER-a mogao bi se sagraditi do 2017., a do 2019. u njegovu bi se tokamaku mogle dobiti stabilna plazma i samoodrživa fuzija, što će promijeniti energetsku budućnost svijeta. Imat ćemo na raspolaganju praktično neiscrpan izvor sigurne i relativno čiste energije.