RMF 24: Polacy pomagają rozpalić Słońce na Ziemi
Sukces tego eksperymentu może wprowadzić ludzkość w nową erę. Erę taniej, czystej i bezpiecznej energii dla wszystkich. W Instytucie Maxa Plancka w niemieckim Greifswaldzie oddano do użytku największy na świecie eksperymentalny reaktor syntezy jądrowej, stellator Wandelstein 7-X, zbudowany z pomocą polskich naukowców i inżynierów. Rozpoczyna się okres testowania nowej aparatury, pierwszy "zapłon" plazmy planowany jest w przyszłym roku.
Fizycy od kilkudziesięciu lat próbują opracować metodę kontrolowanej fuzji jądrowej. Mechanizm przemiany wodoru w hel, który napędza gwiazdy, mógłby stać się na Ziemi przełomową metodą pozyskiwania taniej energii. Niemiernie trudno jednak doprowadzić zjonizowany wodór w stanie plazmy do takich warunków, w których reakcja syntezy może zostać zainicjowana.
Stellator w Greifswaldzie, najnowocześniejsze tego typu urządzenie na świecie, ma posłużyć do badań plazmy w ekstremalnej temperaturze, dochodzącej do stu milionów stopni Celsjusza. Plazma o takiej temperaturze musi być utrzymywana w odpowiedniej magnetycznej pułapce, by nie stykała się ze ścianami komory reaktora. Naukowcy opracowali do tej pory dwie metody tworzenia takiej pułapki. Pierwsza z nich, stosowana w tak zwanych tokamakach, pozwala na utrzymanie plazmy w przestrzeni o przybliżonym kształcie opony. Odpowiednie pole magnetyczne tworzy zestaw jednakowych nadprzewodzących cewek magnetycznych i prąd płynący w samej plazmie.
Stellator wymaga zastosowania nie tylko płaskich cewek magnetycznych, ale też cewek o znacznie bardziej skomplikowanym kształcie, otrzymana pułapka przypomina wyginającą się wstęgę, nie wymaga jednak przepływu prądu w samej plazmie. To sprawia, że w odróżnieniu od pracujących krótkimi impulsami tokamaków, stellatory mogą utrzymać stabilną plazmę przez znacznie dłuższy czas. W przypadku Wandelsteina 7-X, ma on sięgać nawet 30 minut.
Pierwsze prace koncepcyjne budowy stellatora W7-X rozpoczeły się jeszcze w 1996 roku. Sama budowa ruszyła w 2004 roku. Polska włączyła się w projekt w 2006 roku, w momencie trudnym z przyczyn organizacyjnych i finansowych, kiedy pojawiły się już opóźnienia. Od tej pory inwestycja była realizowana w terminie i przy niezmienionym budżecie. Poziom zaangażowania finansowego Polski szacuje się na 6,5 miliona euro. Pieniądze w zdecydowanej większości trafiły do polskich firm i instytutów naukowych, które brały udział w tym przedsięwzięciu.Po uruchomieniu W7-X, polscy naukowcy będą mieli udział w projektowaniu eksperymentów, będą mieli dostęp do aparatury, zadeklarowano też, że będą dysponować prawami do opracowanych z pomocą stellatora technologii.
- To jeden z najbardziej ambitnych projektów naukowych w skali świata. Moi koledzy, inżynierowie i technicy, którzy budowali Wielki Zderzacz Hadronów (LHC), właśnie stellarator uważali za najbardziej wymagający. Co prawda rozmiar stellaratora w porównaniu z LHC nie jest imponujący, ale to arcydzieło myśli technicznej, myśli inżynierskiej, wymagające niezwykłych kwalifikacji. To bardzo fortunne, że nasi specjaliści wypadają tu bardzo korzystne. Tam, gdzie potrzebne są najwyższe kwalifikacje, nie tylko pracowitość, ale inwencja, dokładność, okazuje się, że polscy inżynierowie, technicy, uczeni reprezentują światową klasę - mówi RMF FM, profesor Marek Jeżabek, dyrektor Instytutu Fizyki Jądrowej PAN w Krakowie. Specjaliści IFJ przepracowali przy budowie stellatora w sumie 160 osobolat.
Prof. Jeżabek zapowiada, że polscy naukowcy będą chcieli kolejny instytut zajmujący się badaniami, związanymi z syntezą jądrową, zbudować w Polsce, w rejonie Rzeszowa. Instytut miałby zajmować się wpływem emitowanych w procesie syntezy jądrowej neutronów na osłonę reaktora. Te badania będą miały kluczowe znaczenie dla przyszłego praktycznego wykorzystania ewentualnych odkryć, czyli budowy elektrowni, które będą mogły latami z procesu syntezy jądrowej korzystać.
