English
русский
Українська

Currency

Który kraj może jako pierwszy na świecie osiągnąć fuzję termojądrową: top 5 według poziomu rozwoju

Dmytro IvancheskulŻycie
Fuzja termojądrowa może być źródłem nieskończonej energii dla ludzkości

Fuzja termojądrowa ma wszelkie szanse stać się Świętym Graalem czystej energii. "Zielona" energia, bez względu na to, jak bardzo jest lobbowana, absolutnie nie jest w stanie zaspokoić potrzeb energetycznych ludzkości i doprowadzić do rezygnacji z paliw kopalnych. Potwierdza to fakt, że udział paliw kopalnych w globalnym koszyku energetycznym zmniejszył się zaledwie o 0,1 procent w latach 2009-2019.

Istnieje również energia jądrowa, która jest znacznie bardziej energochłonna niż paliwa kopalne, ale ma swoje własne problemy. Według Bloomberga, energia z rozszczepienia jądrowego kosztuje średnio 150 dolarów za megawatogodzinę (MWh), podczas gdy ta sama ilość energii z elektrowni gazowej kosztowałaby 81 dolarów, a z elektrowni węglowej tylko 74 dolary.

Ponadto rozszczepienie jądrowe wiąże się z innymi problemami: emisjami wtórnymi związanymi z wydobyciem i wzbogacaniem uranu, a także gromadzeniem się odpadów radioaktywnych, rozprzestrzenianiem się broni jądrowej, a nawet prawdopodobnymi wypadkami jądrowymi.

Z drugiej strony, fuzja jądrowa jest znacznie bardziej konkurencyjna zarówno pod względem kosztów, jak i energochłonności. Zgodnie z badaniem opublikowanym w czasopiśmie Royal Society, koszt fuzji inercyjnej może wynosić zaledwie 25 USD za MWh.

Jeśli chodzi o gęstość energii termojądrowej, jest ona czterokrotnie gęstsza niż energia pochodząca z rozszczepienia jądrowego i prawie cztery miliony razy gęstsza niż paliwa kopalne.

Energia ta jest również bardziej zrównoważona i czystsza (brak emisji dwutlenku węgla i toksycznych odpadów jądrowych) niż energia jądrowa lub energia z paliw kopalnych. Co więcej, fuzję termojądrową można nazwać energią wieczną, ponieważ nie istnieje pojęcie wyczerpywania się zasobów tego rodzaju energii.

Dlatego też, jak zauważa InsiderMonkey, inwestycje w energię termojądrową wykazały znaczny wzrost w ostatnich latach. Pod koniec 2022 r. dokonano prawdziwego postępu w tej dziedzinie, kiedy naukowcom ze Stanów Zjednoczonych udało się po raz pierwszy w historii osiągnąć dodatni przyrost energii netto w reakcji syntezy jądrowej.

Pięć najbardziej zaawansowanych krajów w dziedzinie fuzji jądrowej

Kanada

Kanada jest jednym z najbardziej zaawansowanych krajów w dziedzinie fuzji jądrowej. W Kanadzie działają obecnie dwa startupy, General Fusion i Fusion Energy Technologies.

General Fusion opracowuje elektrownię termojądrową z namagnesowanym celem w oparciu o koncepcję sferycznej kompresji tłoka z ciekłego metalu. Jednym z największych inwestorów firmy jest Canadian Business Development Bank.

Kanada prowadzi również pięć projektów badawczych na Uniwersytecie Saskatchewan.

Niemcy

Niemcy prowadzą siedem projektów badawczych w zakresie energii termojądrowej, z których pięć jest w trakcie realizacji w Instytucie Fizyki Plazmy Maxa Plancka.

W kraju tym działa startup o nazwie Marvel Fusion, który wykorzystuje metodę fuzji jądrowej z wykorzystaniem lasera inercyjnego.

Chiny

Chiny, które nie rezygnują z idei światowego przywództwa, dość szybko stały się jednym z najbardziej zaawansowanych krajów w branży. W kraju tym realizowanych jest 18 projektów fuzji jądrowej.

Nie ma tam startupów, a korporacyjne projekty fuzji jądrowej są obsługiwane przez ENN Energy.

Japonia

Japonia jest jednym z najbardziej rozwiniętych krajów w dziedzinie energii termojądrowej, zarówno pod względem startupów, jak i rządowych projektów badawczych. Działają tu dwa startupy zajmujące się fuzją jądrową: EX-Fusion i Kyoto Fusioneering.

Kyoto Fusioneering ma już kontrakty na opracowanie prototypu reaktora termojądrowego STEP, który ma zostać zbudowany w Wielkiej Brytanii.

Ponadto w Japonii prowadzonych jest dziewięć projektów badawczych w zakresie fuzji jądrowej w różnych instytutach.

Stany Zjednoczone

Stany Zjednoczone są najbardziej rozwiniętym krajem w kwestii energii termojądrowej. Jest domem dla 21 startupów i 83 projektów badawczych finansowanych przez rząd.

Najbardziej znanymi startupami są TAE Technologies i Helion Energy, które zamierzają zademonstrować produkcję czystej energii elektrycznej z fuzji jądrowej w 2024 roku.

Jak wspomniano powyżej, to właśnie w Stanach Zjednoczonych w grudniu 2023 r. Lawrence National Laboratory w Livermore było w stanie zademonstrować dowód słuszności koncepcji inżynieryjnej opłacalności fuzji jądrowej z wytwarzaniem czystej energii za pośrednictwem National Ignition Facility.

Czym jest fuzja jądrowa

Reakcja fuzji jądrowej wymaga plazmy, gorącego naładowanego gazu o unikalnych właściwościach, które odróżniają go od ciał stałych, cieczy lub gazów. Składa się ona z jonów dodatnich i elektronów w swobodnym ruchu.

Jeśli w takiej plazmie dojdzie do fuzji dwóch lekkich jąder atomowych, połączą się one w jedno cięższe jądro, uwalniając ogromną ilość energii.

Dokładnie taki proces zachodzi w naszym Słońcu i innych gwiazdach we wszechświecie, zapewniając niemal nieskończone uwalnianie bezpiecznej i czystej energii.

Jednak fuzja atomów wymaga dość trudnych warunków, ponieważ na Słońcu reakcje termojądrowe zachodzą z powodu temperatur przekraczających 10 milionów stopni Celsjusza, a także silnej grawitacji. To właśnie te warunki zmuszają atomy do przezwyciężenia wzajemnego odpychania elektrycznego i zbliżenia się do siebie na tyle, aby grawitacja jądrowa spowodowała fuzję w cięższy atom.

Reaktory termojądrowe pierwszej generacji mają wykorzystywać mieszaninę ciężkich izotopów wodoru - deuteru i trytu. Według obliczeń teoretycznych, zaledwie kilka gramów tych odczynników będzie w stanie wyprodukować jeden teradżul energii. Wystarczyłoby to na zużycie przez jedną osobę w zaawansowanym technologicznie kraju przez 60 lat.

Reakcja termojądrowa

Wcześniej OBOZREVATEL informował o tym, że naukowcy odkryli egzoplanetę, wewnątrz której prawdopodobnie zachodzi fuzja termojądrowa. Uważają oni, że planeta ta może być czymś na pograniczu planety i brązowego karła - obiektu subgwiezdnego o niektórych właściwościach gwiazdy.

Subskrybuj kanały Telegram i Viber OBOZREVATEL, aby być na bieżąco z najnowszymi wiadomościami.

Inne wiadomości

Zmarł słynny piłkarz, który stał się sensacją na Mistrzostwach Świata w 1990 roku

Zmarł słynny piłkarz, który stał się sensacją na Mistrzostwach Świata w 1990 roku

Piłkarz cierpiał na nieuleczalną chorobę przez długi czas
12 pokarmów, których należy unikać w przypadku lęku lub depresji

12 pokarmów, których należy unikać w przypadku lęku lub depresji

Kiedy jesteśmy zrozpaczeni lub zdenerwowani, sięgamy po słodycze. W rzeczywistości jest to najgorszy wybór