Ce este fuziunea nucleară? AFP a centralizat explicaţii detaliate după reuşita istorică anunţată în SUA

Oamenii de ştiinţă americani au anunţat marţi o reuşită istorică în domeniul fuziunii nucleare: pentru prima dată, ei au reuşit să producă în laborator mai multă energie decât cea care a fost utilizată pentru a provoca o astfel de reacţie, informează AFP citată de Agerpres.

Pentru mulţi experţi, fuziunea nucleară reprezintă energia viitorului. Avantajele ei sunt numeroase: nu generează CO2, produce mai puţine deşeuri radioactive şi nu prezintă riscuri de accidente nucleare.

După anunţul istoric de marţi, jurnaliştii de la AFP au publicat un articol dedicat fuziunii nucleare, rezumând felul în care această reacţie se desfăşoară, proiectele în curs de desfăşurare şi momentele anticipate în care aceste proiecte ar putea fi finalizate.

Energia stelelor

Fuziunea nucleară diferă de fisiunea nucleară, tehnica utilizată în prezent în centralele nucleare şi care constă în spargerea legăturilor dintre nuclee atomice grele.

Fuziunea este procesul invers: sunt făcuţi să fuzioneze doi atomi uşori (de hidrogen) pentru a crea unul greu (heliu), iar acest proces eliberează energie.

Acesta este procesul care se desfăşoară în interiorul stelelor, inclusiv în Soare. "Controlarea sursei de energie a stelelor reprezintă cea mai mare provocare tehnologică întreprinsă vreodată de omenire", a scris pe Twitter fizicianul Arthur Turrell, autorul cărţii "The Star Builders".

Două metode diferite

Fuziunea este posibilă doar prin încălzirea materiei la temperaturi extrem de ridicate (de ordinul a 150 de milioane de grade Celsius).

"Deci trebuie găsite mijloace pentru a izola această materie extrem de fierbinte de tot ceea ce este susceptibil să o răcească. Este problematica izolării", a explicat Erik Lefebvre, şef de proiect la Comisariatul pentru Energie Atomică (CEA).

Prima metodă este fuziunea cu izolare magnetică. Într-un reactor imens, atomi uşori de hidrogen (deuteriu şi tritiu) sunt încălziţi. Materia este atunci în stare de plasmă, un fel de gaz cu densitate foarte scăzută. Ea este controlată cu ajutorul unui câmp magnetic, obţinut prin intermediul unor magneţi.

Este metoda care va fi utilizată în cadrul proiectului internaţional ITER, aflat în prezent în construcţie în Franţa, şi pe care o foloseşte deja JET (Joint European Torus) din apropiere de Oxford.

A doua metodă este izolarea inerţială. În acest caz, lasere cu energii foarte mari sunt trimise în interiorul unui cilindru de mărimea unui degetar de cusut, conţinând hidrogen.

Este tehnica utilizată de Laser Megajoule (LMJ) din Franţa, precum şi de proiectul cel mai avansat în domeniu, National Ignition Facility (NIF) din Statele Unite. În cadrul NIF a fost realizat experimentul istoric ce a permis obţinerea, pentru prima dată, a unui câştig de energie.

Obiectivul laboratoarelor care utilizează lasere era până acum mai mult acela de a demonstra principiul fizic în sine, în timp ce prima metodă încerca să reproducă o configuraţie apropiată de un viitor reactor cu fuziune.

Unde se află omenirea în acest moment?

Drumul este "încă foarte lung" înaintea "unei demonstraţii la scară industrială şi care să fie viabilă din punct de vedere comercial", a avertizat Erik Lefebvre. După părerea lui, astfel de proiecte vor avea nevoie de încă 20-30 de ani pentru a fi finalizate.

Probabil va fi nevoie "de decenii", însă mai puţin de cinci decenii, a declarat Kim Budil, directoarea Laboratorului Naţional Lawrence Livermore, de care depinde NIF din Statele Unite.

Acum, după ce un câştig net de energie a fost obţinut cu ajutorul laserelor, "trebuie să înţelegem cum să facem procesul să devină mai simplu", a adăugat fiziciana americană.

Numeroase îmbunătăţiri tehnologice vor fi încă necesare: cantitatea de energie produsă va trebui să fie crescută, iar operaţiunea va trebui să poată fi repetată de numeroase ori la fiecare minut.

De ce atât entuziasm?

Spre deosebire de fisiune, fuziunea nu prezintă niciun risc de accident nuclear. "Dacă vreodată vor exista câteva lasere care nu se declanşează la momentul potrivit sau dacă izolarea plasmei prin câmpul magnetic nu este perfectă", reacţia se opreşte pur şi simplu, a explicat Erik Lefebvre.

În plus, fuziunea nucleară produce mai puţine deşeuri radioactive decât actualele centrale nucleare.

Mai ales, ea nu generează gaze cu efect de seră.

"Este o sursă de energie care este total lipsită de carbon, care generează foarte puţine deşeuri şi care este, intrinsec, extrem de sigură", a rezumat Erik Lefebvre. Acestea sunt motivele care fac din fuziunea nucleară "o soluţie de viitor pentru problemele de energie la scară planetară".

Totuşi, din cauza stadiului de dezvoltare încă precoce, ea nu reprezintă o soluţie imediată pentru criza climatică şi pentru nevoia unei tranziţii rapide prin renunţarea la energiile fosile.