Foto: ITER

Ak by sme mali poukázať na najväčší projekt, ktorý momentálne prebieha, bol by to určite ITER.

Sen o lacnej, čistej a nekonečnej energii. Taká je vízia fúznych elektrární. Po svete je v prevádzke viacero experimentálnych fúznych reaktorov, tzv. tokamakov či stelarátorov. Ich cieľom je udržať v sebe horúcu plazmu a dokázať tak vyrábať energiu. To sa im síce darí, no tento čas sa ráta na sekundy. Navyše, stále spotrebujú viac energie, ako dokážu vyrobiť. Toto všetko by mal ale ITER zmeniť. 

ITER je jedinečný v mnohých ohľadoch. Kým menšie fúzne reaktory si stavajú jednotlivé národné organizácie v podstate sami, ITER združuje až 35 národov sveta. Tie spoločne budujú najväčší experimentálny fúzny reaktor neďaleko mesta Aix-en-Provence v južnom Francúzsku.

Slnko na Zemi

Hlavným cieľom experimentu je dokázať, že na Zemi je možné prevádzkovať skutočný fúzny reaktor. ITER chce teda napodobniť proces, ktorý sa odohráva vo hviezdach. Tam sa zlučujú jadra ľahkých prvkov (vodíka) a vznikajú ťažšie (hélium) a pri tomto procese sa uvoľňuje veľká energia. Tú už síce človek ovládol v podobe termojadrovej (teda vodíkovej) bomby, no nedokázal ju spútať do formy, v ktorej by bola využiteľná v prospech ľudstva.

Dôležitým cieľom projektu ITER je dosiahnuť vysokú teplotu na úrovni až 100 miliónov stupňov Celzia. Ako uvádza zive.cz, pri tejto teplote sa začnú elektróny oddeľovať z elektrónového obalu a vzniká plazma, čo je štvrté skupenstvo hmoty. Aby plazma neroztavila reaktor, je udržiavaná v silnom elektrickom poli.

Foto: ITER

Palivom je vodík, lepšie povedané deutérium a trícium. Deutérium sa dá získať z vody, s tríciom je ale väčší problém. V prírode sa takmer nevyskytuje a jeho súčasná výroba by nedokázala pokryť spotrebu, ktorú ITER vyžaduje. Avšak, ITER by si trícium dokázal vyrábať sám a bol by to v podstate „odpad“ z reakcie spoločne s héliom.

Veľkou výhodou fungujúceho fúzneho reaktora sú pomerne lacné vstupy na palivo a ekologická prevádzka. Reaktor by narozdiel od klasických jadrových elektrární neprodukoval jadrový odpad, ani skleníkové plyny. Išlo by tak o skvelý zdroj energie najmä v budúcnosti, keďže dopyt po elektrickej energii neustále rastie.

Jedinečný projekt

Veľkou odlišnosťou oproti existujúcim experimentálnym fúznym reaktorom je to, že ITER by mal byť prvým svojho druhu, ktorý bude vyrábať viac energie ako spotrebuje. Tá by mala byť na úrovni 500 MW po dobu udržania plazmy, ktorá by mala vydržať stabilnou až 1 000 sekúnd.

Foto: ITER

Prechodcom projektu ITER je projekt JET – Joint European Torus. Bol uvedený do prevádzky v roku 1984 v Oxfordhire vo Veľkej Británii a je stále v prevádzke. V roku 1997 dosiahol rekord, ako uvádza časopis Quark, v získavaní fúzneho výkonu na úrovni 16 MW. Tokamak ITER bude zhruba trikrát väčší a jeho plánovaný fúzny výkon je už spomínaných 500 MW.

Náklady a výstavba

Projekt je veľkolepý aj čo sa týka nákladov. Rozpočet je stanovený na 18 miliárd eur a ako uvádza portál zive.cz, je to druhý najdrahší medzinárodný projekt po medzinárodnej stanici ISS, ktorého hodnota sa zatiaľ odhaduje na 150 miliárd eur.

Foto: ITER

Výstavba započala v roku 2005 rozhodnutím ho vybudovať po mnohoročných rokovaniach. O dva roky neskôr sa začali vykonávať terénne úpravy a od roku 2008 prebieha súčasne projekt výroby komponentov, budovanie podzemnej štruktúry, seizmické testy a konštrukcia budovy, kde bude ITER stáť.

Započatím tohto roka nastáva Fáza 1, teda hlavné zostavovanie ITERu. Tá má trvať do roku 2025, kedy sa má udiať významný krok.

December 2025 a „First Plasma“

Na koniec roku 2025 je naplánovaná historická udalosť pre celý projekt. Po 20 rokoch budovania dôjde k jeho spusteniu. Podobne ako projekt CERN, ani ITER nebude po prvom spustení fungovať na plný výkon. Fyzici budú testovať jednotlivé komponenty, riešiť problémy, ktoré nastanú a budú sa pripravovať na rok 2035. Vtedy sa reaktor spustí na plný výkon.

Foto: ITER

Otestuje sa operácia Deutérium-Tricium. Odpadným produktom z reakcie bude totiž hélium a tok neutrónov. Pôsobením tepla reaktoru sa bude z lítia, ktorého je vo svete dostatok, vyrábať trícium, teda jedna zo základných zložiek paliva. Týmto krokom by mal byť problém s palivom reaktora vyriešený a nič by nemalo stáť v ceste plnej prevádzke projektu ITER.

Bezpečnosť a stavba fúznej elektrárne DEMO

ITER je stále vedený ako experiment. Znamená to, že aj keď bude schopný vyrábať energiu, tá nebude využiteľná. Projekt totiž nepočíta s výstavbou turbíny na jej prevedenie do elektrickej energie a ďalšie využitie.

Pri takýchto projektoch vždy existujú obavy o bezpečnosť. Pri práci s teplotami v rádovo miliónoch stupňov Celzia a s tým, že ide o nový a experimentálny fúzny reaktor, je určite opatrnosť na mieste. Projekt by však mal byť bezpečnejší ako klasické štiepne jadrové elektrárne, keďže sa nepracuje s vysokorádioaktívnymi prvkami. Palivo je takisto pridávané do reakcie postupne a vždy sa jeho prívod dá prerušiť, čím sa reakcia aj ukončí. Dôvody na strach sú tak minimálne.

Foto: ITER

Cieľom ITERu je overiť to, že stavba fúznej elektrárne je možná a reálna. Až po úspešnom dokončení projektu ITER sa môže začať s výstavbou prvej skutočnej fúznej elektrárne nazvanej DEMO, ktorá by ľudstvu konečne mohla priniesť čistú, relatívne lacnú a takpovediac nevyčerpateľnú energiu. ITER by tak mal predstavovať akýsi medzičlánok k stavbe prvej fúznej elekrárne.

Pôvodne sa s jej výstavbou malo začať v roku 2024, no už teraz je jasné, že tento termín sa bude posúvať. Je teda možné, že sa s ňou začne až po dostavaní ITER.

Keďže stavba ITERu je plánovaná na 20 rokov, teraz je možné iba skutočne tipovať, kedy by mohla byť postavená skutočná fúzna elektráreň. Tie najlepšie odhady spomínajú rok 2054. Či to vtedy naozaj bude, to je nateraz iba veľkou otázkou budúcnosti.

1
Uložiť článok
Komentovať