Home / Komentari i stavovi / Postoje li ipak nepoznanice u pokusu, pa i one opasne za čovječanstvo?

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 izbjegava 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 1 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 nuklearne 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.

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 pulsn 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 god magneti držali, ipak će jedan mali dio možda stvarati probleme površini zaštitnih ploča.

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 otrovan, pa će završnu fazu montaže i sve kasnije radove održavanja u tokamaku raditi roboti umjesto ljudi. Isto tako, to je i sjajna prilika za projektante i proizvođače robota da se uključe u taj segment održavanja.

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, Instituta 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.

Članarina Hrvatske za fuzijski dio u EURATOM-u iznosit će 600-tinjak tisuća eura na godinu i to je preduvjet za sve ostalo. Ulaskom u EU Hrvatska automatski postaje članica EURATOM-a i svi projekti trebali bi biti što više multinacionalni. Planirano je i osnivanje posebnog tijela za koordinaciju nacionalnih fuzijskih asocijacija kako bi se izbjeglo udvostručivanje nezavisnih istraživanja istog problema. Hrvatska stječe pravo potpisivanja ključnih sporazuma. Prvi je od njih multilateralni istraživački sporazum EFDA (Europski sporazum o razvoju fuzije), drugi je F4E – sporazum za sudjelovanje u gradnji ITER-a, a treći je sporazum za DEMO, prvu komercijalnu demonstracijsku fuzijsku elektranu koja bi na temelju ITER-ovih rezultata proizvodila i isporučivala električnu energiju u francuski elektroenergetski sustav. Sporazum za sudjelovanje u gradnji projekta DEMO potpisuje se upravo sljedeće godine. To i nama omogućuje da se na vrijeme uključimo u sve planove istraživanja za 2014. i 2015., odnosno pravodobno predstavimo mogućnosti hrvatskih društava i laboratorija za javnu nabavu.

Ne možemo razmišljati o isporuci volframskih ploča, berilija, niobij-titanskih supravodljivih zavojnica i slične sofisticirane opreme, ali postoji potreba za visokonaponskim kabelima, elektronikom, transformatorima, konstrukcijskim elementima, sustavima hlađenja i grijanja, telekomunikacijskom opremom, bešavnim cijevima i još mnogo robe koju proizvodimo. Na svakoj je sjednici CCE-FU-a točka s izvještajem o gradnji kompleksa ITER-a i vjerujem da će se on dovršiti 2017. te da će se prema planu 2019. u njegovu tokamaku uspjeti dobiti stabilna plazma i fuzija u traženim parametrima. Bude li sve u planiranim okvirima, nakon toga će se cijela povijest čovječanstva drugačije pisati. Imat ćemo na raspolaganju praktično neispravan izvor sigurne i relativno čiste energije.