Przełom na miarę lądowania na Księżycu. Polscy naukowcy tłumaczą, o co chodzi z fuzją jądrową

Przełom na miarę lądowania na Księżycu. Polscy naukowcy tłumaczą, o co chodzi z fuzją jądrową

Aparatura do fuzji jądrowej amerykańskiego ośrodka NIF
Aparatura do fuzji jądrowej amerykańskiego ośrodka NIF Źródło: Twitter / @Livermore_Lab
Niedawno naukowcy z USA ogłosili przełom w fuzji jądrowej. Teraz polscy naukowcy prosto odpowiadają na wasze pytania. Czym jest fuzja jądrowa i co łączy ją ze Słońcem? Czy jest bezpieczna? Czemu jest taka trudna? Kiedy powstanie pierwsza elektrownia? Sprawdźcie sami.

Tydzień temu naukowcy z amerykańskiego National Ignition Facility (NIF) ogłosili wyniki przełomowego eksperymentu dotyczącego fuzji jądrowej. Badacze z wielką powagą przekazali, że przy użyciu laserów udało im się uzyskać fuzję jądrową
z dodatnim bilansem energetycznym.

Choć w środowisku naukowym jest to przełom na miarę paru dekad, to większość z nas słysząc tę wieść… podrapało się po głowie. Fuzja jądrowa przewija się w kulturze popularnej raczej jako element science fiction, mimo tego, że realne badania nad ujarzmieniem tego procesu prowadzą setki najlepszych fizyków z całego świata.

Zagadnienia fuzji potrafią być bardzo skomplikowane do zrozumienia, dlatego poprosiliśmy o pomoc czołowych polskich specjalistów. W ten trudny temat w możliwie prosty sposób wprowadza nas prof. Jerzy Wiktor Niewodniczański z Wydziału Energetyki i Paliw, Katedry Energetyki Jądrowej AGH w Krakowie. Ekspercki komentarz ostatniego eksperymentu z USA zapewnia zaś dr inż. Marcin Rosiński, Kierownik Zakładu Fizyki i Zastosowań Plazmy Laserowej w warszawskim Instytucie Fizyki Plazmy i Laserowej Mikrosyntezy (IFPiLM).

Część pierwsza – fuzja wodoru w pigułce

Czym jest fuzja jądrowa? „Wystarczy spojrzeć w niebo”

Jeśli zainteresowaliście się fuzją jądrową dopiero po ogłoszeniu z 13 grudnia – warto poznać parę terminów i odpowiedzieć na podstawowe pytania. Pierwsze z nich jest najprostsze z możliwych. Czym jest fuzja jądrowa?

– Fuzja jądrowa występuje naturalnie, wystarczy spojrzeć w niebo o poranku. Słońce świeci dlatego, że zachodzi w nim reakcja fuzji jądrowej. Pod wpływem grawitacji jądra atomowe łączą się w cięższe pierwiastki, a wydzielana energia to właśnie światło i ciepło, które każdy zna na co dzień. To promienie słoneczne – wyjaśnia prof. Jerzy Niewodniczański.

Właśnie dlatego eksperymenty związane z fuzją nazywa się niekiedy próbami „stworzenia sztucznego Słońca” lub „ujarzmienia energii gwiazd”. Jak osiąga się ten proces w eksperymentach? Choć proces jest znany od blisko 70 lat, nadal nie jest to łatwe zadanie.

– W ogromnym uproszczeniu proces fuzji wygląda następująco. Paliwo wodorowe trzeba zamknąć w niezwykle szczelnym pojemniku, podgrzać do ogromnych temperatur tworząc plazmę, a potem zagęścić ją i ścisnąć, by jądra atomowe się połączyły. Trzeba pokonać naturalne odpychanie się jąder wodoru, powstające w wyniku ich dodatnich ładunków elektrycznych. Wymagane zagęszczenie w technologii mikrosyntezy laserowej uzyskuje się dzięki bezwładności tych jąder – tłumaczy profesor AGH.

Wszystko to brzmi ekscytująco, ale powstaje drugie, praktyczne już pytanie – po co ludzkość chce to zrobić?

Cały artykuł dostępny jest w 51/2022 wydaniu tygodnika Wprost.

Archiwalne wydania tygodnika Wprost dostępne są w specjalnej ofercie WPROST PREMIUM oraz we wszystkich e-kioskach i w aplikacjach mobilnych App StoreGoogle Play.

Źródło: WPROST.pl
 5

Czytaj także