Polacy pomagają stworzyć sztuczne Słońce

Budowany w Cadarche na południu Francji, ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) będzie badał możliwość produkcji energii za pomocą fuzji termojądrowej. Takie same procesy zachodzą w gwiazdach. Oznacza to, że tokamak - bo tak nazywa się reaktor energii jądrowej - wytworzy co najmniej 10 razy więcej energii niż zużyje.

Projekt ITER jest realizowany przez kraje zamieszkiwane w sumie przez połowę ludzkości: Chiny, Indie, Japonię, Koreę Południową, Rosję, USA i Unię Europejską. Koszt budowy innowacyjnego reaktora miał wynieść kilka miliardów euro, ale dane te zostały szybko zweryfikowane do kwot rzędu 20 mld euro. Połowa kwoty zostanie sfinansowana przez Unię Europejską, a każdy z pozostałych krajów wyłoży do 10 proc. reszty. Podobnie jak wszyscy członkowie Europejskiej Wspólnoty Energii Atomowej (EUROATOM), Polska także może brać udział w badaniach, o ile oczywiście wygra odpowiednie przetargi. Udział poszczególnych krajów koordynuje instytucja Fusion For Energy (F4E).

Skład paliwa jądrowego w reaktorze stanowi deuter i tryt - izotopy wodoru wzbogacone dodatkowymi neutronami w swoich jądrach atomowych. W pewnych warunkach, jądra tych izotopów zamieniają się w jądra helu i jednocześnie uwalniają duże ilości energii. Plazma we wnętrzu reaktora osiągnie temperaturę 100 mln ^oC, czyli 10 razy więcej niż temperatura wnętrza Słońca. Dzięki swoim właściwościom elektromagnetycznym plazmę można zamknąć lewitującą w pułapce magnetycznej, dzięki czemu nie zetknie się ona ze ściankami komory.

- Do wytworzenia tak silnego pola magnetycznego są potrzebne niezwykle silne magnesy nadprzewodnikowe. Te z kolei muszą być chłodzone ciekłym helem do temperatury -269^oC. Dochodzi tu do pewnego paradoksu - w jednej maszynie mamy temperatury wyższe niż we wnętrzu Słońca i temperatury bardzo niskie - powiedział dla PAP Maciej Chorowski z Politechniki Wrocławskiej. Jego zespół od 2008 r.  bierze aktywny udział w projektowaniu układu chłodzącego reaktora. Weryfikowali m.in. system dystrybucji helu, czyli przeprowadzali analizę ryzyka w systemie chłodzącym.

Nad prawidłowym działaniem magnesów w tokamaku działa zestaw ok. 200 superszybkich kamer. Zbierają one informacje o stabilności plazmy i jej temperaturze, które przesyłane w czasie rzeczywistym do systemu sterowania będą informowały personel o bezpieczeństwie eksperymentu.

- Nasz zespół projektuje dla ITER systemy sterowania i monitorowania danych wykorzystując nowoczesną technologię i standardy. Jest to oprogramowanie przetwarzające obrazy z kamer, system do transmisji danych i ich archiwizacji. ITER będzie pod stałą obserwacją kamer filmujących z dużą szybkością - nawet 1000 klatek na sekundę. Powstaną więc duże ilości danych, które trzeba będzie odpowiednio przetworzyć. Za opracowanie takiego systemu odpowiadamy właśnie my - wyjawił dla PAP Dariusz Makowski z Politechniki Łódzkiej.

W rozwój projektu ITER jest również zaangażowana krakowska AGH. W płaszczu reaktora będzie produkowany tryt, a zespół Władysława Pohoreckiego opracował metodę bezpośredniego pomiaru tego izotopu.

Organizacja F4E koordynuje również prace innych polskich ośrodków, m.in. Instytutu Fizyki Jądrowej w Krakowie czy Wrocławskiego Parku Technologicznego. O udział w projekcie mogą starać się także inne firmy, takie jak wrocławska SMT Software w sprawie kompleksowej obsługi informatycznej ośrodka.

Biorący udział w rozwoju projektu naukowcy zgodnie przyznają, że głównym zadaniem ITER-u nie będzie przekształcanie wytworzonej energii na energię elektryczną - to nie będzie żadna zaawansowana postać elektrowni jądrowej. ITER ma pokazać światu, że ludzkość jest w stanie w sposób ciągły i kontrolowany przeprowadzać syntezę termojądrową. Budowa kompleksu nigdy nie byłaby sfinansowana, gdyby nie był on rynkiem dla przemysłu zaawansowanych technologii. Warto, by Polska wykorzystała szansę, jaką daje udział w projekcie.