Reaktor termojądrowy coraz bliżej. Francja bije rekord

Nowy rekord w eksperymentach nad fuzją

Francja podniosła poprzeczkę w poszukiwaniu energii termojądrowej, utrzymując reakcję plazmową przez ponad 22 minuty – to nowy rekord. Kamień milowy został osiągnięty 12 lutego 2025 roku w reaktorze WEST Tokamak, należącym do Francuskiej Komisji Energii Atomowej i Energii Alternatywnych. Co oznacza to osiągnięcie i jak przybliża nas do „świętego Graala” energetyki? To kolejny krok w stronę momentu, w którym reaktor termojądrowy stanie się realnym źródłem czystej energii.

Reaktor termojądrowy to urządzenie, które produkuje energię w sposób podobny do tego, jak robi to Słońce. W jego wnętrzu lekkie jądra atomowe, takie jak deuter i tryt, łączą się, uwalniając ogromne ilości energii. Aby doszło do fuzji, paliwo musi osiągnąć ekstremalnie wysoką temperaturę – ponad 150 milionów stopni Celsjusza. Plazma powstająca w tym procesie jest utrzymywana w miejscu za pomocą silnych pól magnetycznych lub laserów.

Prace nad kontrolowaną fuzją jądrową trwają już od lat 50. XX wieku. Pierwsze eksperymentalne reaktory, tzw. tokamaki, zaczęto budować w Związku Radzieckim w latach 60. Dziś największym projektem tego typu jest ITER, międzynarodowy reaktor we Francji. To w nim naukowcy mają sprawdzić, czy fuzja może stać się realnym źródłem energii.

Polecamy: Nic na własność, wszystko w abonamencie? „Nie potrzebuję wiertarki, tylko dziurę w ścianie”

Wielkie wyzwanie: kontrolowana fuzja na Ziemi

Naukowcy wiedzą, że fuzja jądrowa zachodzi w jądrze Słońca oraz w bombie wodorowej. Jednak stworzenie reaktora termojądrowego, który pozwoliłby na kontrolowaną i opłacalną produkcję energii, to jedno z największych wyzwań współczesnej nauki.

Fuzja polega na łączeniu dwóch lekkich jąder atomowych w jedno cięższe, co uwalnia ogromne ilości energii. To właśnie dzięki temu procesowi świecą gwiazdy. Na Ziemi naukowcy próbują odtworzyć go w reaktorach termojądrowych, wykorzystując izotopy wodoru – deuter i tryt.

Sama reakcja fuzji nie jest problemem. Wyzwaniem jest stworzenie warunków, które umożliwią stabilną reakcję i większą produkcję energii, niż pochłania proces. Naukowcy doskonale wiedzą, jak to zrobić – plazma musi osiągnąć temperaturę od 100 do 150 milionów stopni Celsjusza i ciśnienie na poziomie 5–10 atmosfer. Do tego trzeba jeszcze utrzymać ją w stabilnym stanie przez co najmniej 10 sekund.

Osiągnięcie francuskich naukowców robi wrażenie, ale celem eksperymentu nie było jedynie utrzymanie plazmy. Test miał wykazać, czy reakcja pozostanie stabilna przez dłuższy czas oraz, czy reaktor termojądrowy wytrzyma ekstremalne warunki. Kluczowe było zapobieżenie uszkodzeniom, zanieczyszczeniom i problemom z elementami konstrukcji, które są narażone na bezpośrednie działanie gorącej plazmy.

„Przypomnę tylko, że mówimy tu o temperaturze rzędu setek milionów stopni. Na Ziemi takie temperatury nigdzie nie występują naturalnie, nawet w jądrze, więc należy je wytworzyć sztucznie. To już się udało i nie jest to takie trudne. W Instytucie, którym kierowałem, rutynowo osiągaliśmy takie temperatury. Problemem jest jednak utrzymanie tego procesu w dłuższym okresie” – mówił w wywiadzie dla Holistic News polski fizyk, dr hab. Andrzej Gałkowski.

Co dalej?

Następnym krokiem będzie utrzymanie plazmy przez jeszcze dłuższy czas i w jeszcze wyższej temperaturze. Reaktor WEST, choć nigdy nie stanie się komercyjnym źródłem energii, dostarczy cennych danych, które pomogą w udoskonaleniu bardziej zaawansowanych projektów, takich jak Międzynarodowy Eksperymentalny Reaktor Termojądrowy (ITER), budowany na południu Francji.

„WEST osiągnął kluczowy kamień milowy w technologii, utrzymując plazmę wodorową przez ponad 20 minut poprzez wstrzyknięcie 2 MW mocy grzewczej. Eksperymenty będą kontynuowane ze zwiększoną mocą. Ten doskonały wynik pozwala zarówno firmie WEST, jak i społeczności francuskiej, wytyczać kierunki przyszłego wykorzystania ITER” – powiedziała Anne-Isabelle Etienvre, dyrektor ds. badań podstawowych w CEA cytowana przez portal New Atlas.

Reaktor termojądrowy zapewni energię bez emisji gazów i odpadów radioaktywnych

Reaktor termojądrowy ma ogromny potencjał. Jeden gram paliwa w takiej instalacji może wyprodukować aż 90 megawatogodzin energii. To tyle, ile przeciętne gospodarstwo domowe zużywa przez 10 lat. Dla porównania klasyczna elektrownia jądrowa, oparta na rozszczepieniu uranu, z 1 grama paliwa wytwarza około 24 megawatogodzin, czyli prawie czterokrotnie mniej.

To pokazuje, jak niewyobrażalnie wydajna może być energia termojądrowa. Jeśli uda się ją w pełni opanować, dostarczy prądu na masową skalę bez emisji CO₂ i bez radioaktywnych odpadów. W przyszłości może całkowicie zmienić sposób, w jaki zasilamy nasze domy, fabryki i miasta.

Kiedy świat przestawi się na produkcję energii ze „sztucznego Słońca”? To pytanie rozpala umysły wielu ludzi. Jednak odpowiedź na nie jest prosta. Otóż wspomniany prof. Gałkowski odpowiedział na to pytanie cytując radzieckiego naukowca Lwa Arcymowicza: „Fuzja jądrowa zostanie opanowana dokładnie wtedy, kiedy będzie potrzebna ludzkości”.

Polecamy: Zasada 37 proc. Matematyczny sposób na lepsze decyzje w życiu