Nowoczesny reaktor ITER na ukończeniu. Niedługo powstanie pierwsza plazma
ITER to projekt mający zapewnić stabilne dostawy dużej ilości energii przy zminimalizowaniu negatywnego oddziaływania na środowisko. W przypadku tradycyjnych elektrowni atomowych powstają odpady radioaktywne, które wymagają składowania. Tu, całość opiera się na fuzji jądrowej, takiej jaka zachodzi na Słońcu lub innych gwiazdach. Polega ona na tym, że w wysokiej temperaturze i przy wysokim ciśnieniu atomy zderzają się ze sobą, łączą się w cięższe atomy wytwarzając jednocześnie ogromne ilości energii. W przypadku reaktora ITER dostarczając 50 MW energii uzyskamy 500 MW. Brzmi zbyt pięknie? Niestety jest pewien haczyk.
Aby uzyskać energię musimy dostarczyć deuter i tryt, które łączą się w hel uwalniając energię. O ile deuter jesteśmy w stanie łatwo wyprodukować z wody morskiej o tyle zasoby trytu są mocno ograniczone. Co więcej, fuzja potrzebuje 10-krotnie wyższej temperatury niż ta panująca wewnątrz Słońca. Na powierzchni naszej gwiazdy temperatura sięga 6000 ºC. W jej wnętrzu panuje już temperatura 15 mln ºC a reaktor potrzebuje 150 mln stopni. Plazma powstała w wyniku fuzji ma być utrzymywana w specjalnym urządzeniu zwanym tokamakiem dzięki ogromnym magnesom.
Jak działa tokamak?
Obecnie energię uzyskujemy spalając paliwa kopalne, rozszczepiając atomy lub ze źródeł odnawialnych. Energię mechaniczną (np. obrót turbiny) przekształcamy w energię elektryczną. W elektrowniach węglowych, dzięki spalaniu surowca uzyskujemy energię, którą następnie podgrzewamy wodę. Para wodna napędza turbiny generujące energię elektryczną.
Wewnątrz tokamaka zachodzi synteza jądrowa a ciepło uzyskane w tym procesie jest pochłaniane przez ściany urządzenia. Podobnie jak w konwencjonalnej elektrowni ciepło to wykorzystywane jest do produkcji pary wodnej, która napędza turbiny generujące energię elektryczną.
Ryzyko wybuchu
Po awariach elektrowni atomowych nasuwa się pytanie o bezpieczeństwo nowego rozwiązania. Wiele osób może obawiać się ryzyka wybuchu. W tokamaku ilość paliwa wystarcza zaledwie na kilkusekundowe spalanie. Proces fuzji jest trudny do uzyskania i utrzymania. Jeśli pojawią się jakiekolwiek zakłócenia, plazma schładza się w ciągu kilku sekund i reakcja zatrzymuje się. Proces fuzji jest bezpieczny, nie niesie ze sobą ryzyka niekontrolowanej reakcji bądź wybuchu.
Początek projektu sięga 2006 r., kiedy siedmiu partnerów: Unia Europejska (plus Szwajcaria jako członek Euratom), USA, Rosję, Chiny, Indie, Japonię i Koreę Południową podpisało Umowę w sprawie powołania Międzynarodowej Organizacji Energii Termojądrowej na rzecz wspólnej realizacji projektu ITER. Prace budowlane rozpoczęły się w 2007 roku. Całość mieści się na terenie o powierzchni 42 ha w Cadarache, na południu Francji. Budowa ma zakończyć się w 2025 roku, a w 2035 r. reaktor ma być w pełni operacyjny. Obecnie realizację projektu szacuje się na 75,8 proc. (stan na grudzień 2021 r.)
Organizacja ITER szacuje cały koszt na 17 miliardów euro dzielonych na wszystkich siedmiu członków (łącznie 35 krajów). W trakcie 20-letniego eksperymentalnego okresu eksploatacji koszty roczne szacuje się na poziomie 188 tys. IUA. IUA jest jednostką rozliczeniową utworzoną specjalnie na potrzeby sprawiedliwego przypisania wartości zakupionego sprzętu każdemu członkowie. W 2019 r. 1 IUA = 1749,84 euro
Po tym okresie deaktywacja i likwidacja mają wynieść odpowiednio 281 mln i 530 mln euro (choć ostatecznie koszty mogą się zmienić).
Sam reaktor ITER nie będzie służył do produkcji energii elektrycznej. Jego celem jest udowodnienie, że w wyniku fuzji jesteśmy w stanie wyprodukować duże ilości czystej energii, dzięki czemu, w połowie wieku powstaną pierwsze komercyjne reaktory.
