By În micuța comună Saint-Paul-lez-Durance, din Franța, se petrece una dintre cele mai formidabile tentative ale oamenilor: obținerea de energie de fuziune, nelimitată, verde. Aceste câteva cuvinte sună atât de imens în colțul minții consumatorului (speriat) de combustibili fosili, încât mai aproape poate părea descinderea omenirii pe Lună sau apariția extratereștrilor pe Terra. Și totuși…
Randament de 8 milioane la 1
Un șantier enorm, într-o localitate pierdută pe undeva prin Provence, este chintesența unui secol (aproape) de încercări ale oamenilor de a „încapsula” soarele și de a obține energie curată, nelimitată. Reactorul Experimental Termonuclear Internațional, mai cunoscut sub numele de ITER, este proiectul unde se muncește neîncetat pentru a demonstra concret că fuziunea poate fi utilizată comercial. Dacă încercarea uriașă va izbuti, lumea nu va folosi combustibilii fosili precum cărbunele, petrolul și gazul, principalii generatori ai crizei climatice provocate de om. Și, în timp ce o parte zgomotoasă a lumii se întrece în distrugeri și propagandă stridentă, în comuna din Franța specialiști din 35 de țări aduc tot mai aproape reproducerea miraculoasei fuziuni nucleare care are loc în mod natural în astrul zilei și care se dovedește încăpățânat de dificil de reprodus pe Terra. Această fuziune promite o formă practic nelimitată de energie, care, spre deosebire de combustibilii fosili, nu emite gaze cu efect de seră și, spre deosebire de energia nucleară folosită astăzi, nu produce deșeuri radioactive. Stăpânirea acestui proces ar putea salva umanitatea de schimbările climatice, și nu numai. Practic, odată „domesticită”, energia de fuziune va alimenta o mare parte din lume, cu un randament uluitor, de 8 milioane la 1.
Cei care lucrează la fuziune au încercat în esență să reproducă soarele în interiorul mașinilor. Steaua noastră a tuturor este o „fabrică” de fuziune perpetuă, o bilă uriașă de plasmă, care arde. Plasma este materialul din care este alcătuit 99,9% din Univers, inclusiv stelele, soarele și toată materia interstelară. Aici, pe Pământ, de exemplu, este folosită în televizoare și lumini de neon și se poate vedea în fulgere.
Experților ITER rareori le place să puncteze când ar putea fi disponibilă pe scară largă energia de fuziune – când sunt întrebați, o estimează întotdeauna „în viitorii 30 de ani”. Dar de data aceasta, pentru prima dată în istorie, termenul ar putea fi aproape de realitatea palpabilă.
Cinci secunde de fuziune pentru o zi de energie
Recent, oamenii de știință din satul englez Culham, de lângă Oxford, au anunțat o descoperire majoră: au generat și susținut un record de 59 de megajouli de energie de fuziune timp de cinci secunde, într-o mașină uriașă, în formă de gogoașă, numită tokamak. Cele cinci secunde au fost suficiente pentru a alimenta o casă timp de o zi și, deși a intrat în proces mai multă energie decât a ieșit, a fost un moment cu adevărat istoric, prin care s-a dovedit că fuziunea nucleară este, într-adevăr, posibil de susținut pe Pământ. Practic, energia de fuziune este creată prin forțarea împreună a două particule care, prin natură, se resping. După ce o cantitate mică de combustibil este injectată în tokamak, magneții giganți sunt activați pentru a crea o plasmă, a patra stare a materiei, un fel de supă încărcată electric. Prin ridicarea temperaturii din interiorul tokamak-ului la niveluri extrem de înalte, particulele din combustibil sunt forțate să fuzioneze într-una. Procesul creează heliu și neutroni – care au o masă mai ușoară decât părțile din care au fost făcute inițial. Masa lipsă se transformă într-o cantitate enormă de energie. Neutronii, care sunt capabili să scape din plasmă, lovesc apoi o „pătură” care căptușește pereții tokamakului, iar energia lor cinetică se transferă sub formă de căldură care poate fi folosită pentru a încălzi apa, a genera abur și a mișca turbinele. Toate acestea necesită ca tokamak să susțină căldură – și nu oricum, întrucât plasma trebuie să atingă cel puțin 150 de milioane de grade Celsius, de 10 ori mai fierbinte decât miezul soarelui. Se pune întrebarea cum poate ceva de pe Pământ să mențină temperaturi atât de ridicate?
Acesta este unul dintre multele obstacole pe care generațiile de căutători de energie de fuziune au reușit să le depășească. Oamenii de știință și inginerii au proiectat magneți giganți pentru a crea un câmp magnetic puternic, care menține căldura îmbuteliată (orice altceva s-ar topi).
„Creăm un mic soare artificial pe Pământ, care nu va apune niciodată”
Tokamak de la ITER va cântări în cele din urmă 23.000 de tone, greutatea combinată a trei Turnuri Eiffel, iar ceea ce s-a întâmplat peste Canalul Mânecii a fost o veste formidabilă pentru proiectul din Franța. Fostul director general al ITER, Bernard Bigot, care a încetat din viață nu demult, și-a declarat optimismul molipsitor pentru energia de fuziune: „Energia este viață. Am îmbrățișat combustibilii fosili și am făcut mult rău mediului nostru. Și iată-ne acum, cu 8 miliarde de oameni și în mijlocul unei crize climatice drastice. Nu există nicio altă alternativă decât să ne înțărcăm de la sursa noastră principală de energie actuală. Și cea mai bună opțiune pare să fie cea pe care Universul a folosit-o de miliarde de ani. Ceea ce încercăm să facem aici este, de fapt, să creăm un mic soare artificial pe Pământ, în funcțiune tot timpul și care nu va apune niciodată”.
Dacă, pe de o parte, generarea energiei de fuziune în sine nu este partea grea (omenirea a reușit reacțiile de fuziune nucleară încă de la inventarea bombei H), experții de la ITER punctează că principala provocare este susținerea acesteia. Tokamak-ul din Marea Britanie – numit Joint European Torus, sau JET – a reținut energia de fuziune timp de cinci secunde, dar aceasta este pur și simplu cea mai lungă durată pe care o poate duce mașina. Magneții săi au fost fabricați din cupru și au fost construiți în anii 1970. ITER, în schimb, folosește magneți mai noi, care pot dura mult mai mult, iar proiectul își propune să producă o rentabilitate de 10 ori a energiei, generând 500 de megawați dintr-o intrare de 50 de megawați.
Tritiul și deuteriul, vedetele segmentului comercial
Momentan, scopul proiectului ITER nu este să folosească efectiv energia pentru energie, ci să demonstreze că poate susține energia de fuziune mult mai mult decât a fost capabil JET. Succesul va însemna că mașini la scară comercială pot începe să genereze fuziune în viitor.
Și asta pentru că în timp ce soarele fuzionează atomii de hidrogen pentru a crea heliu, proiectul JET a folosit doi izotopi de hidrogen numiți deuteriu și tritiu, pe care ITER îi va folosi la rândul său. Acești izotopi se comportă aproape identic cu hidrogenul în ceea ce privește componența lor chimică și reacțiile. Ambii se găsesc în natură – deuteriul este abundent atât în apă dulce, cât și în apă sărată, iar datele sunt uimitoare: deuteriul din doar 500 mililitri de apă, cu puțin tritiu, ar putea alimenta o casă timp de un an. Tritiul este rar, dar poate fi produs sintetic. În prezent, în lume există doar 20 de kilograme, iar cererea nu depășește 400 grame pe an. La un randament de 8 milioane la 1, sunt necesare doar cantități mici din ambele elemente pentru a genera multă energie de fuziune. În timp ce activitatea ITER este mai mult sau mai puțin în atenția opiniei publice, este de menționat faptul că tritiul este o substanță excepțional de scumpă – un singur gram valorează în prezent aproximativ 30.000 de dolari – iar în cazul în care fuziunea nucleară la scară comercială „decolează”, cererea va exploda, cu consecințele cunoscute din toate celelalte cazuri ale regulilor piețelor lumii.
Magneți gigantici, milioane de componente
Dar pe cât de gata de start pare ITER de departe, pe atât de complicat se dovedește de aproape. Construcția implică 39 de șantiere, cel principal este un mediu marcat de steril, unde componente extraordinare sunt puse la punct cu ajutorul macaralelor de 750 de tone. În final, mașinăria care ar urma să „îmbutelieze soarele”, după cum a numit CNN tot acest proces, va cuprinde milioane de componente. Acest puternic gigant va fi înconjurat de unii dintre cei mai mari magneți creați vreodată. Dimensiunea lor este de domeniul fantasticului – unele dintre piese au diametre de până la 24 de metri – și trebuie asamblate la fața locului, într-o hală uriașă. Iar presiunea este pe măsura demersului: nu există loc pentru erori.
În spatele sutelor de lucrători care construiesc bucățică cu bucățică proiectul ITER se află aproximativ 4.500 de companii cu 15.000 de angajați, din întreaga lume.
20 miliarde de euro costuri și „umbra” geopoliticii
Șapte state conduc proiectul, ca membri principali – China, SUA, Uniunea Europeană, Rusia, India, Japonia și Coreea de Sud. De partea sa, Uniunea Europeană suportă 45% din costurile de construcție – din ce în ce mai mari – ale proiectului. Toate celelalte țări participante contribuie cu puțin peste 9% fiecare, după estimări aproximative. Inițial, întreaga construcție a fost estimată la aproximativ 6 miliarde de euro. În acest moment, totalul s-a triplat, ajungând la aproximativ 20 de miliarde de euro. Și, oricât de mult s-a străduit fostul director să țină geopolitica deoparte de acest proiect formidabil, agresiunea Rusiei în Ucraina a ridicat probleme cu privire la excluderea sa potențială, așa cum s-a întâmplat cu alte proiecte de anvergură internațională. Momentan, Comisia Europeană a făcut în mod explicit o excepție pentru ITER în sancțiunile pe care le-a impus Rusiei. Și asta pentru că, pe lângă implicarea sa istorică în energia de fuziune, de zeci de ani, Rusia a oferit unele dintre cele mai critice elemente ale proiectului ITER și este unul dintre principalii finanțatori ai proiectului. „Magnetul pentru vârful tokamakului, de exemplu, a fost făcut la Sankt Petersburg și așteaptă acolo, gata să fie trimis în Franța. ITER este într-adevăr un copil al Războiului Rece”, explică șeful de comunicații al ITER, Laban Coblentz. De altfel, într-un fel asemănător Consiliului de Securitate al ONU, cei șapte membri principali au trecut prin multe evenimente tensionate de la conceperea ITER, în 1985. De pildă, găsirea locației potrivite a durat ani și a implicat mai mult de un deceniu de studii tehnice, negocieri politice și reglaje diplomatice. Saint-Paul-lez-Durance din Franța a fost în cele din urmă desemnat situl oficial în 2005, la o întâlnire… la Moscova, iar acordul privind construcția a fost semnat la Paris, după un an. Abia în 2010 au fost puse bazele proiectului și a mai durat patru ani până au fost pornite primele utilaje. Dincolo de entuziasmul potențial al creării unui miracol energetic – poate în timpul generației actuale – rămâne întrebarea retorică (și amară) care ar fi fost avansul acestei tehnologii fără egal dacă nu și-ar fi băgat coada în progresul lumii… diferendele ideologice, propaganda, descurajările și tot restul alaiului geopolitic.
Miza este uriașă, progresele apar, eforturile sunt susținute. Prima plasmă este așteptată în 2025, iar primele experimente cu deuteriu-tritiu ar putea avea loc în 2035, deși sunt în curs de revizuire a planificării, întârziate fiind de pandemie și de problemele persistente ale lanțului de aprovizionare.
În 2010, regretatul fizician Stephen Hawking era întrebat de revista Time ce descoperire științifică ar dori să vadă în timpul vieții sale: „Aș dori ca fuziunea nucleară să devină o sursă practică de energie. Ar oferi o sursă inepuizabilă de energie, fără poluare sau încălzire globală”. Dacă nu a fost să fie pentru renumitul savant, poate pentru noi… poate pentru copiii noștri…
Comments