Še en korak na poti k obilju čiste energije

V dneh, ko se je v Parizu končevala še ena podnebna konferenca z bolj ali manj zgodovinskimi sklepi, je z nemškega inštituta Maxa Plancka za plazemsko fiziko prišla novica, ki je politično-birokratsko besedičenje o nujnem prehodu k čistejšim virom energije postavila v drugačen, precej bolj konkreten kontekst. Tamkajšnji znanstveniki so namreč naredili droben, a potencialno zelo pomemben korak k dosegi za marsikoga še vedno znanstvenofantastičnega ali celo utopičnega cilja: pridobivanju tako rekoč brezmejnih količin čiste energije s procesom nadzorovane jedrske fuzije.

Nemški fiziki so po poročanju revije Science Alert 10. decembra prvič preizkusili svojo revolucionarno fuzijsko napravo. Orjaški Wendelstein 7X  ima 16-metrski premer in je v bistvu »stelarator« – izraz je v 50. letih prejšnjega stoletja skoval ameriški astrofizik na univerzi Princeton Lyman Spitzer, avtor prve takšne naprave za proučevanje fuzijskih reakcij v zvezdah. Ta mesec pa je nemškim znanstvenikom prvič uspel praktičen preizkus, da takšna jedrskofuzijska naprava dejansko deluje, in to povsem tako, kot so načrtovali.

Jedrsko zlivanje ali fuzija je proces zlivanja zelo lahkih atomskih jeder v težja jedra. Je torej nekakšno nasprotje razcepa jedra ali jedrske fisije, ki se uporablja v sodobnih jedrskih reaktorjih. Toda v nasprotju s fisijo pri fuziji ne nastajajo radioaktivna atomska jedra, temveč stabilna helijeva jedra. (Helij je drugi najenostavnejši kemijski element.) Ta proces poteka bodisi pri izjemno visokih temperaturah (denimo v središču zvezd) bodisi pri velikanskem tlaku, zaradi katerega se snov močno zgosti, pri tem pa nastaja energija.

Jedrska fuzija je zato že dolgo potencialni vir ustvarjanja tako rekoč brezmejnih količin čiste energije, ne da bi pri tem nastajali nevarni radioaktivni odpadki. Podoben proces že štiri milijarde let in pol »poganja« naše Sonce in ga bo po znanstvenih predvidevanjih poganjal še štiri milijarde let. Nadvse vabljiva zamisel o obilju čiste in varne energije torej nikakor ni nova in številni znanstveniki se z njo resno ukvarjajo že desetletja.

Toda zgraditi reaktor, v katerem bi lahko »kapljice« plazme z uporabo superprevodnih magnetov nadzorovano segreli in vzdrževali pri temperaturi 100 milijonov stopinj Celzija, je vse prej kot preprosto. Doslej so zgradili že več tovrstnih naprav, tako imenovanih tokamakov (toroidnih komor z magnetnimi tuljavami), ki ustvarjajo toroidno (v obliki napihnjene zračnice) magnetno polje za omejevanje plazme. (Plazma je načeloma vsak ioniziran plin oziroma plin z električnim nabojem.) Vendar so z njimi dosegli največ 6 minut in 30 sekund vzdrževanja plazme pri teh izjemno zahtevnih pogojih, to pa je prekratek čas, da bi lahko pridobili upoštevanja vredno količino energije.

Nemškim fizikom pod vodstvom Hansa Stephana Boscha je pred dnevi uspelo doseči še bistveno manj – le slabo desetinko sekunde vzdrževanja z laserjem na milijon stopinj Celzija segrete plazme. To resda ni veliko, toda dokazali so, da njihov Wendelstein 7X brezhibno deluje, zato z okrepljenim optimizmom načrtujejo veliko ambicioznejše cilje. Čas trajanja nadzorovane razelektritve helijeve plazme bodo poskusili vztrajno podaljševati, vse do 30 minut. Že prihodnji mesec nameravajo ustvariti tudi plazmo iz vodika za uporabo v »zaresnih« fuzijskih reaktorjih.

Kajti Wendelsteina 7X v resnici sploh niso načrtovali za proizvajanje energije, ampak so z njim hoteli zgolj dokazati, da »stelarator« dejansko deluje. In zdaj, ko so se o tem prepričali, bo precej lažje snovati prihodnje generacije zmogljivejših stelaratorjev. Takšnih, pri katerih bo količina pridobljene čiste energije daleč presegala količino vložene energije. Takšnih torej, ki bi dejansko omogočili konec planetarne odvisnosti od energije iz fosilnih goriv. Če nas seveda prav žeja po teh gorivih ne bo že prej ugonobila.