Fuzja jądrowa nadchodzi. Czy jesteśmy gotowi na jej problemy i wyzwania?

Idealne źródło energii

Idealne źródło energii nie istnieje i każde ma swoje plusy i minusy. Węgiel jest tani w zakupie, ale jego spalanie powoduje emisję dwutlenku węgla do atmosfery. Poza tym ma stosunkowo niską efektywność energetyczną. Gaz potrzebuje dość skomplikowanej infrastruktury w postaci gazociągów, co podwyższa jego cenę. Jak dotąd najczystszym i najbardziej opłacalnym źródłem energii dla ludzi jest atom. Jednak elektrownie jądrowe nadal budzą niepokój społeczeństwa i obawy o bezpieczeństwo.

Kilka lat temu na horyzoncie pojawiła się fuzja jądrowa. Przez wielu ekspertów została obwieszczona jako źródło energii przyszłości, które jest niemalże niewyczerpalne. Czy aby na pewno jest to idealne rozwiązanie? Może reaktory fuzyjne stawiają przed nami wyzwania i problemy, z którymi będziemy musieli sobie poradzić?

Fuzja jądrowa to proces, w którym jądra deuteru (odmiana wodoru) łączą się ze sobą, w wyniku czego powstaje hel. Skutkiem ubocznym jest również uwalnianie ogromnych ilości energii. Dokładnie taki proces zachodzi w gwiazdach. Stąd reaktory fuzyjne określane są też mianem sztucznego Słońca.

Naukowcy uważają, że fuzja jądrowa jest technologią przyszłości, ponieważ może dostarczać energię bez emisji gazów cieplarnianych oraz odpadów radioaktywnych. Jednak osiągnięcie kontrolowanej reakcji termojądrowej jest niezwykle trudne. Wymaga to bowiem bardzo wysokich temperatur (dochodzących do milionów stopni Celsjusza). Mimo tych przeszkód badacze z najważniejszych światowych ośrodków naukowych próbują ujarzmić tę niezwykłą reakcję.

Polecamy: Małe reaktory jądrowe będą zasilały sztuczną inteligencję? Nowy pomysł Microsoftu

Zalety i wyzwania fuzji jądrowej

Przemysł fuzji termojądrowej rozwija się w szybkim tempie, a twierdzenie, że jej powszechne zastosowanie to melodia przyszłości, brzmi coraz mniej wiarygodnie. Technologia ta powoli wychodzi poza fazę eksperymentalną. Zbyt łatwo jest jednak wywołać szum wokół pozornie idealnego rozwiązania dla wyzwań społecznych. Rozwianie wszystkich wątpliwości na temat reaktorów termojądrowych ma znaczenie, ponieważ zapewni korzyści społeczne – pod warunkiem że fuzja jądrowa będzie opłacalna.

Atrakcyjność zeroemisyjnego, niskoodpadowego, niezawodnego i stosunkowo bezpiecznego źródła energii, takiego jak fuzja jądrowa, jest oczywista. Szczególnie w kontekście rosnącego globalnego zapotrzebowania na energię oraz zmian klimatycznych. Wszystko to wymaga przejścia na czysty system energetyczny.

Społeczne i ekologiczne korzyści

Powszechnie uważa się, że energia termojądrowa byłaby w stanie wypełnić luki w istniejących źródłach energii. Przykładowo, reaktory termojądrowe pozwoliłyby ominąć niedoskonałości odnawialnych źródeł energii, takie jak brak przewidywalności podaży energii wiatrowej i słonecznej oraz ich uzależnienie od pogody. Fuzja termojądrowa pozwala również uniknąć problematycznych odpadów radioaktywnych.

Oprócz tego nowy sposób pozyskiwania energii rozwieje obawy o bezpieczeństwo związane z konwencjonalną energią jądrową. Pomogłoby to zmniejszyć emisję dwutlenku węgla i gazów cieplarnianych z paliw kopalnych.

Energia termojądrowa może również zmniejszyć niepokój związany z bezpieczeństwem energetycznym. Niektóre z jej kluczowych zasobów występują w dużych ilościach. Na przykład paliwo deuterowe, wykorzystywane w niektórych procesach fuzji, może być łatwo pozyskiwane z wody morskiej, co zmniejszyłoby zależność od importu i odizolowałoby kraje od globalnych wstrząsów rynkowych.

Problemy związane z wykorzystaniem materiałów do fuzji

Korzyści te mogą jednak maskować głębsze kwestie etyczne związane z rozwojem technologii i potencjalnie szkodliwymi skutkami. Zestawienie emisji gazów cieplarnianych z zapotrzebowaniem na energię rodzi również pytania o sprawiedliwość i równość. Popyt na energię rośnie obecnie w regionach, które w niewielkim stopniu odpowiadają za emisję szkodliwych substancji do atmosfery. Jednak państwa, w których aktualnie drastycznie rośnie zapotrzebowanie na energię, niekoniecznie będą miały dostęp do fuzji jądrowej.

Podobne obawy dotyczą materiałów wykorzystywanych w energetyce termojądrowej. Należą do nich rzadkie i trudne do pozyskania pierwiastki, w tym lit, wolfram i kobalt. Wydobycie i przetwarzanie tych surowców powoduje emisję gazów cieplarnianych. Kopalnie są często zlokalizowane na terenach rdzennej ludności. Łańcuchy dostaw przyczyniają się do powstania napięć geopolitycznych.

Na przykład rtęć jest wykorzystywana w przetwarzaniu litu do reaktorów termojądrowych. Pierwiastek ten jest szkodliwy dla środowiska, a jego największym producentem są Chiny. Uzależnienie dostaw rtęci od jednego państwa może skutecznie zatrzymać rozwój tokamaków (reaktorów fuzji jądrowej).

Tempo rozwoju energii termojądrowej rośnie, dlatego tym bardziej musimy uważać, aby po drodze nie przeoczyć tych potencjalnych zagrożeń. Dostęp do energii leży u podstaw dobrobytu i rozwoju człowieka, a system energetyczny jako całość ma głęboki wpływ na społeczeństwo. Choć na w pełni działające tokamaki wykorzystywane komercyjnie przyjdzie nam jeszcze poczekać raczej dekady, warto już teraz poznać wszystkie „blaski i cienie” fuzji jądrowej, aby zawczasu wiedzieć, z czym będziemy się mierzyć w przyszłości.

Polecamy: Energetyczna rewolucja na Księżycu. Stany Zjednoczone planują uruchomić na nim reaktory jądrowe