Zamislite svijet bez klimatskih promjena uzrokovanih ljudskim djelovanjem, problema s energijom ili oslanjanja na naftu. To zvuči kao svijet iz snova, a inženjeri s američkog Sveučilišta u Tennesseju u Knoxvilleu napravili su veliki korak prema ostvarenju ovog sna neograničene energije. Istraživači su uspješno razvili ključnu tehnologiju u razvoju eksperimentalnog reaktora koji bi mogao pokazati izvedivost korištenja fuzijske energije u postojećoj energetskoj mreži. Tehnologija nuklearne fuzije obećava više energije od danas korištene tehnologije nuklearne fisije, ali s puno manje rizika.
Profesori mehanike, zrakoplovnog i biomedicinskog inženjerstva David Irick, Madhu Madhukar i Masood Parang sudjeluju u međunarodnom projektu ITER koji uključuje više zemalja među kojima su SAD i Europska unija. Američki znanstvenici obavili su ključan korak za uspjeh projekta testiranjem svoje nove tehnologije kojom će izolirati i stabilizirati središnji magnet – okosnicu fuzijskog reaktora.
Projekt ITER gradi fuzijski reaktor kojemu je cilj proizvesti deset puta veću količinu energije od one koju koristi. Objekt se sada gradi u blizini Cadarachea u Francuskoj, a započet će s radom u 2020. godini.
"Cilj projekta je omogućavanje komercijalne upotrebe energije dobivene nuklearnom fuzijom," rekao je Madhukar. "Fuzijska energija je sigurnija i učinkovitija od energije dobivene nuklearnom fisijom. Ne postoji opasnost od nekontroliranih reakcija poput onih koje su se dogodile u nesrećama nuklearnih fisijskih reaktora u Japanu i Černobilu, a mala je i količina radioaktivnog otpada." Za razliku od današnjih reaktora nuklearne fisije, fuzija koristi sličan proces poput onog što ga pokreće Sunce.
Od 2008. godine profesori i studenti sa Sveučilišta u Tennesseju rade u laboratoriju za razvoj magneta kako bi razvili tehnologiju za izolaciju i pružanje strukturalnog integriteta središnjeg magneta koji teži preko tisuću tona.
Tokamak reaktor koristi magnetska polja da oblikuje plazmu u obliku prstena. Plazma je vrući, električki nabijeni plin koji služi kao gorivo u reaktoru. Središnji elektromagnet (solenoid), koji se sastoji od šest divovskih zavojnica složenih jedna na drugu, ima glavnu ulogu u paljenju i upravljanju mlazom plazme.
Ključ za rješenje tehnoloških problema bio je pronalaženje odgovarajućeg materijala, staklenih vlakana i epoksidnog kemijskog spoja koji bi trebao biti tekući pri visokim temperaturama i pretvarati se kod hlađenja u kruto stanje te ispravnog procesa umetanja tog materijala u sve potrebne prostore unutar središnjeg solenoida. Posebna kemijska smjesa daje električnu izolaciju i čvrstoću toj teškoj strukturi. U novom procesu impregnacije materijal se pokreće u pravilnom vremenskom rasporedu i prema točno određenoj temperaturi, tlaku, vakuumu i stopi protoka materijala.
"Tijekom epoksidne impregnacije, bili smo u utrci s vremenom", rekao je Madhukar. "S primjenom epoksida dobili smo ove parametre: što je viša temperatura, to je manja viskoznost, ali u isto vrijeme što je viša temperatura, to je kraći vijek trajanja epoksida."
Trebale su dvije godine da se razvije ova tehnologija i više od dva dana za impregnaciju središnjeg dijela elektromagneta, a i mnogo pozornosti kako bi sve išlo po planu. Ovog će ljeta navedena tehnologija biti prebačena kod američke tvrtke General Atomics koja je partner na projektu ITER i koja će sagraditi središnji magnet i poslati ga u Francusku. ITER, dizajniran da pokaže znanstvenu i tehnološku izvedivost dobivanja energije iz fuzije, bit će najveći svjetski tokamak reaktor.
znanost.geek.hr
