Fusion Expo. Energia gwiazd - energia dla naszej planety. Fotorelacja z Krakowa.

Autor: Greg K1ler
Korekta: Cierzy
10 maja 2004

Podłączasz do gniazdka nowy sprzęt audio-wideo. Oświetlenie ogrodowe. Może nawet zwykłą maszynkę do golenia. Czy zdajesz sobie jednak sprawę, że przyczyniasz się do pogorszenia bilansu energetycznego na Ziemi? Możesz powiedzieć: "A co mnie to obchodzi, przecież energii starcza dla wszystkich i jest tania jak przysłowiowy barszcz?" Nic bardziej mylnego. Kraje Trzeciego Świata wyglądają teraz tak, a nie inaczej ze względu na poważny kryzys energetyczny. Prawdopodobnie głównie z tej przyczyny. Społeczeństwo staje się coraz bardziej uzależnione od wszelkich nowinek technicznych, a te niestety wymagają stałego dostępu do mocy pobieranej z kontaktu. Dopóki wszystko jest w porządku, nie dostrzegamy powagi sytuacji. Co się jednak dzieje w mieszkaniu, w którym zabrakło prądu? - doświadczyć można na własnej skórze przy co większej ulewie. Trywialne, ale wymowne.

Budynek wystawyJak rozwiązać problem rosnącego wciąż zapotrzebowania? Odpowiedzi na to pytanie szukają naukowcy organizujący wystawy takie jak Fusion Expo. Trzy następujące po sobie prezentacje - Poznań, Kraków i Warszawa są głosem w tej sprawie. Na przełomie kwietnia i maja pokazuje się zalety uzyskiwania energii z syntezy jądrowej. Nie jest to jeszcze bicie na alarm, ale dość dobre wypunktowanie niektórych przywar społecznych.

Więcej czadu?

PlanszePrzewiduje się, że do roku 2100 liczba ludności świata ma wzrosnąć do 8-12 miliardów, a największy przyrost zaobserwujemy w krajach rozwijających się. Prognoza na zwiększenie popytu energetycznego to 2-3-krotnie więcej w obecnym wieku. Oszczędności możliwe do osiągnięcia przez czołówkę przemysłową będą znacznie niższe od potrzeb reszty. Można powiedzieć, że wydajne i bezpieczne źródła energii są synonimem dobrobytu i odpowiedniego standardu życia. Tymczasem, z ustaleń Zielonej Karty Zaopatrzenia w Energię (tj. unijnego raportu z 29 listopada 2000 roku na temat europejskiej strategii bezpieczeństwa dostaw energii) jasno wynika, że w przypadku braku podjęcia środków zaradczych w 2020 roku UE będzie musiała jej importować ponad 70%! Wiele mówiące są tytuły kolejnych rozdziałów Green Paper: Niemożliwość zapewnienia samowystarczalności energetycznej; niedoskonałość możliwych wariantów energetycznych; zagrożenia zmianami klimatycznymi; stopniowa integracja rynków energii; zapewnienie bezpiecznej przyszłości energetycznej; priorytety polityki energetycznej.

Co możemy wykorzystać? Paliwa kopalne w większości przypadków muszą być importowane, a ich zasoby wykorzystują się powoli. Co gorsza ich używanie stanowi poważne obciążenie dla środowiska naturalnego i klimatu. Z tego też powodu emisja CO2 w przyszłości musi być nieodwołalnie powstrzymana. Dalej mamy źródła odnawialne posiadające niemały potencjał. Tu napotykamy jednak na trudności związane z ich realizacją. Nie wszędzie można takowe umiejscowić, jest problem z ich odpowiednią wydajnością, a co najważniejsze opłacalnością. Bardzo ciekawe ulgi podatkowe zastosowano w Niemczech, co sprawiło, że mają tam obecnie jeden z najnowocześniejszych i największych systemów elektrowni wiatrowych na świecie. Gdzie indziej nie jest już tak pięknie. Koszta konwencjonalnie uzyskiwanej energii są na razie dużo mniejsze niż w przypadku innych metod. Niestety, nikt nie będzie inwestował w nowe technologie mając w sukurs jedynie uczonych. Bez zapewnienia odpowiedniego zysku się nie obędzie.

Plansze cd.Odpowiedzią na taki stan rzeczy mają być właśnie elektrownie oparte na mechanizmie syntezy jądrowej. To jedno z niewielu znanych nam efektywnych przyszłościowych źródeł energii. Wielu ludzi utożsamia je jednak z reakcją rozszczepiania atomów, a ta nie cieszy się społeczną akceptacją. Strach przed katastrofalną w skutkach awarią jest już dobrze znany. Przykładem z naszego podwórka może tu być odwołanie w 1990 roku budowy elektrowni jądrowej w Żarnowcu. Prawdę mówiąc ludność nie chce mieć do czynienia z takimi obiektami nawet za granicą naszego kraju, vide Temelin w Czechach.

Coś za coś

Korzyści płynących z tej technologii nie można przecenić. Paliwo do syntezy jest ogólnodostępne, łatwe w wydobyciu, a co najważniejsze praktycznie niewyczerpalne. Mamy tu do czynienia z dwoma izotopami wodoru. Deuter znajduje się w wodzie morskiej - 1m3 wody zawiera go 30g. Tryt w czystej radioaktywnej postaci występuje tylko w niewielkich ilościach. Można go za to wytworzyć ze składnika skorupy ziemskiej - litu. Proces ten można już zawrzeć przy okazji samej syntezy. Napromieniowujemy lit neutronami - produktami jej reakcji. Cykl paliwowy przedstawia się więc następująco:

deuter + lit = energia + hel

ModelDla porównania: jeden gram paliwa D-T może dostarczyć 100 megawatogodzin energii elektrycznej. Przeliczając to na ilość węgla otrzymujemy sporą ciężarówkę - 11 ton. Dalej - klasyczna elektrownia o mocy gigawata spala w ciągu roku ponad 1,5 miliona ton węgla kamiennego. Tej samej mocy plazmowa - niewielką ciężarówkę jeden raz na 12 miesięcy. Koszt wytworzenia prądu zmniejsza się więc o koszt importu/zakupu surowca. Rozwiązuje się też automatycznie problem emisji gazów cieplarnianych.

Podstawową zaletą jest też bezpieczeństwo rozwiązania. Reaktor można porównać do swego rodzaju pieca, w którym naraz spala się minimalna ilość paliwa plazmowego - właśnie ok. 1g na 1000m3 objętości. Nawet w przypadku największej awarii plazma wygasa samoczynnie w ciągu kilku sekund. Zjawisko reakcji łańcuchowej lub podobne do stopienia się rdzenia jest fizycznie niemożliwe. Na skutek kampanii różnych energetycznych purystów wzdrygamy się teraz na widok pewnego wiatraczka. I tu znowuż na pociechę: paliwo i produkt reakcji - hel NIE są radioaktywne. Uwalniane podczas syntezy szybkie neutrony napromieniowują, co prawda, wewnętrzne ściany komory plazmowej, ale już po kilkudziesięciu latach po zakończeniu eksploatacji materiał wyściółki będzie mógł być użyty ponownie. Z chwilą wygaśnięcia reakcji zanika również radioaktywność samej plazmy. Konieczny do realizacji procesu tryt będzie wytwarzany w samym reaktorze.

Najważniejszym dla mieszkańców otoczenia elektrowni będzie fakt, iż nawet w przypadku poważnej awarii lub ataku terrorystycznego nie zaistnieje potrzeba ewakuacji ludności.

Atomówki do dzieła!

EFDALapma plazmowaCzłowiek podpatrzył jak natura produkuje niebagatelne ilości energii i pragnie je ujarzmić. Oczywiście, reakcja syntezy jądrowej nie jest łatwa do przeprowadzenia w ziemskich warunkach, dlatego też komitety z całego świata ściśle ze sobą współpracują. W ramach Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej (IAEA), czy Europejskiego Programu Pozyskiwania Energii z Reakcji Syntezy Termojądrowej (EFDA) doskonali się koncepcje, wymienia kadry naukowe, wdraża już wynalezione technologie do życia codziennego. Dokonywane są także akcje popularyzatorskie, czego przykładem jest omawiana ekspozycja.

Brakuje trochę wystawie rozmachu. Ilość ciekawych multimedialnych pokazów nie jest imponująca. By zainteresować licealistów tą problematyką nie wystarczy ciekawie opowiadający przewodnik. Trzeba czegoś więcej. Niemniej jednak przygotowane już atrakcje można uznać za interesujące. Na jednym z pierwszych postumentów odnajdujemy kulę plazmową, co zawsze wzbudza emocje wśród młodzieży. To proste urządzenie, które można samemu zbudować w domu (na mniejszą skalę) ma w sobie pewien niepowtarzalny urok.

Greg K1lerDalej jesteśmy zaproszeni na trójwymiarową wizualizację zamierzeń konstruktorów. Każdy uczestnik otrzymuje specjalne okulary i rusza w wirtualnie wykreowaną elektrownię. To chyba najciekawszy punkt programu. Niestety, trwający niespełna osiem minut film, nie potrafi i nie tłumaczy wszystkich interesujących widza niuansów. Ta prezentacja została przygotowana profesjonalnie i prócz długości nie można jej wiele zarzucić. Zaglądanie za kulisy wielkiej gry wypada pozytywnie.

WystawaDla zwiedzających udostępniono komputery ze specjalnym programem edukacyjnym, który w łatwy i przystępny sposób wprowadza w arkana syntezy jądrowej. Można też zobaczyć dwumetrowy model reaktora termojądrowego. Za pomocą panelu podświetlamy interesujące nas sekcje i obserwujemy działanie jego funkcji. Do tego należy doliczyć sporą liczbę tablic pokazujących do czego może posłużyć plazma, jak uzyskujemy warunki odpowiednie do syntezy, a także jak wygląda dziś porozumienie w sprawach energii jądrowej. Mowa o projektach JET i ITER.

In plus liczy się też przygotowanie informatora i specjalnego CD. Zawarto w nich rozszerzoną wersję całej wystawy. Każdy zainteresowany mógł takie materiały uzyskać. Warto wspomnieć, iż wstęp na ekspozycję był darmowy.

PrzewodnikKończąc chciałem zauważyć, że w moim odczuciu istnieje potrzeba przeprowadzania większej ilości takich akcji popularyzatorskich i to nie tylko wśród młodych. Obserwując przez te kilka dni reakcje licealistów na pokazane im możliwości byłem trochę zdziwiony. Nie sądziłem, że w dobie Internetu i gier komputerowych temat ten może przykuć uwagę. Cóż, może jeszcze nie taka fantastycznie mroczna przed nami przyszłość. Może to już tylko zgorzkniałe nieco starsze pokolenie przekonuje mnie do powątpiewania w społeczeństwo. Czas pokaże.

Dane liczbowe i techniczne zaczerpnięte z informatora ekspozycji.



blog comments powered by Disqus