Fuzja jądrowa jest dość dobrze poznanym procesem, jednak jego kolejne zastosowania w różnych dziedzinach wciąż są odkrywane i badane. Fuzja jądrowa może przyczynić się do rozwiązania kryzysu energetycznego związanego z lawinowym wzrostem naszej populacji.
Fuzja jądrowa (inaczej zwana syntezą jądrową lub reakcją termojądrową) to zjawisko polegające na połączeniu się dwóch lżejszych jąder atomowych w jedno cięższe. Na skutek tego procesu (prócz nowych jąder) mogą również powstawać inne cząstki. Jest to reakcja egzotermiczna (o dodatnim bilansie energetycznym). Przybiera on postać energii kinetycznej produktów i promieniowania gamma, które rozpraszają się na otaczających atomach i zmieniają w energię cieplną. Ponieważ jądra atomowe są naładowane dodatnio – a więc odpychają się wzajemnie – by doszło do ich zbliżenia i fuzji jądrowej, potrzebne jest nadanie im dużej prędkości. Jest to możliwe do uzyskania na przykład w akceleratorach cząstek lub poprzez podgrzanie do bardzo wysokiej temperatury. W naturze proces ten występuje głównie we wnętrzu gwiazd.
Jak naukowcy wywołują fuzję jądrową?
Celowe wywoływanie fuzji jądrowej przez ludzi nie jest nowym pomysłem. Już od lat proces ten jest wykorzystywany dla celów militarnych, stanowiąc podstawę działania bomby termojądrowej. Zjawisko to jest jednak niezwykle trudne do ujarzmienia, dlatego kontrolowana fuzja jądrowa jest dużym wyzwaniem dla naukowców. Nie znaczy to rzecz jasna, że możemy pożegnać się z myślą o taniej i ekologicznej energii pochodzącej z reakcji termojądrowych. W laboratoriach udaje się już uzyskiwać dodatnie bilansy energetyczne. Pojawia się też coraz więcej pomysłów na magazynowanie zdobytej w ten sposób energii. Co jednak fuzja jądrowa może zaoferować ludziom, którzy nie zajmują się nauką ani wojskowością? Ponieważ – biorąc pod uwagę tempo rozwoju cywilizacji – prawdopodobnie już wkrótce zaczną powstawać pierwsze elektrownie termojądrowe, warto jest poznać dobre i złe strony korzystania z takiej technologii wytwarzania energii.
Zagrożenia płynące z fuzji jądrowej
Energetyka termojądrowa posiada rzeczywiście pewne wady. Jeśli popełni się błąd lub wystąpi awaria, skutki mogą być jeszcze dotkliwsze niż przy katastrofach tradycyjnych elektrowni atomowych (wykorzystujących rozpad atomu). W wyniku fuzji jądrowej powstają także toksyczne, promieniotwórcze odpady, których składowanie jest dużym problemem. Poza tym, potencjalny reaktor fuzyjny może okazać się na tyle nieprzewidywalny, że samo jego uruchomienie może wywołać zniszczenie elektrowni lub napromieniowanie całej konstrukcji w stopniu niepozwalającym na dalsze jej wykorzystywanie. Inwestycje tego rodzaju są też niezwykle kosztowne, a środki przeznaczone na ich budowę mogą zwrócić się dopiero po kilkudziesięciu latach.
Zalety fuzji jądrowej
Kontrolowana fuzja jądrowa jako źródła energii ma też jednak wiele zalet. Jest bardzo ekologiczna – w jej wyniku powstaje blisko stukrotnie mniej szkodliwych odpadów, niż w tradycyjnych elektrowniach jądrowych. Poza tym, gdy proces kontrolowanej syntezy jądrowej i magazynowanie powstającej w ten sposób energii będą już dobrze opanowane, będzie to prawdopodobnie najbardziej wydajne i najtańsze rozwiązanie, jeśli chodzi o wytwarzanie energii elektrycznej. Natomiast zagrożenia związane z awarią hipotetycznych elektrowni termojądrowych mogą zostać zminimalizowane poprzez trzymanie się ustalonych procedur i ciągłe poznawanie zasad rządzących procesem fuzji jądrowej.
Wykorzystanie energii pochodzącej z reakcji termojądrowych budzi wiele kontrowersji, jednak jeśli będzie ona mądrze i rozważnie używana, może okazać się remedium na problemy energetyki związane z wzrostem ludzkiej populacji i coraz większym zapotrzebowaniem na prąd. Jest to szczególnie ważne, jeśli weźmiemy pod uwagę ekologiczny aspekt całej sprawy – tradycyjne elektrownie węglowe lub gazowe, a nawet te wykorzystujące energię pochodzącą z rozpadu atomu, emitują ogromne ilości zanieczyszczeń. A to zagraża nie tylko naszej planecie, ale także nam samym… Być może kontrolowana fuzja jądrowa przyczyni się do rozwiązania tego problemu i sprawi, że nasz dom dłużej pozostanie zielony i pełen życia.