Szwedzki przełom. Fuzja jądrowa jest coraz bliżej

Technologia fuzji jądrowej w centrum energetycznej rewolucji

Gdy rozmawiamy o przyszłości energii, większości z nas na myśl przychodzi słońce, wiatr albo woda. Tymczasem istnieje mniej znana, lecz znacznie potężniejsza alternatywa. Technologia fuzji jądrowej, czyli proces łączenia atomów, który zasila gwiazdy, w tym nasze Słońce – może rozwiązać największe problemy energetyczne współczesnego świata.

Problem polega na tym, że „ujarzmienie gwiazdy” na Ziemi to ekstremalnie trudne wyzwanie. Temperatura wewnątrz reaktorów zwanych tokamakami osiąga dziesiątki milionów stopni Celsjusza. Do jej wytrzymania potrzebne są nadzwyczajne materiały. I tu wkracza szwedzka innowacja.

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

Przełomowy eMELT: drukarka do zadań specjalnych

System eMELT to zaawansowana drukarka 3D, która korzysta z technologii Electron Beam Powder Bed Fusion (ang. fuzja proszkowa wiązką elektronów, E-PBF), czyli stapiania proszku metalowego przy pomocy wiązki elektronów. Dzięki temu może tworzyć bardzo precyzyjne elementy z trudnotopliwych materiałów, takich jak wolfram. To jedno z kluczowych narzędzi, na których opiera się technologia fuzji jądrowej.

Brytyjski Urząd Energii Atomowej zainwestował w ten projekt około 730 tysięcy euro, widząc w nim ogromny potencjał. Jak tłumaczy firma Freemelt:

 „Ta inwestycja jest potwierdzeniem, że nasza technologia spełnia wysokie wymagania w zakresie fuzji jądrowej, co dodatkowo wzmacnia naszą pozycję w sektorze energetycznym” – powiedział Daniel Gidlund, dyrektor generalny Freemelt, cytowany przez branżowy portal Metal AM.

Modułowy system pozwala na produkcję części bezpośrednio na miejscu, co skraca czas realizacji projektów badawczych i zmniejsza koszty. A to może mieć ogromne znaczenie w szybko rozwijającym się sektorze fuzji jądrowej.

Wolfram – metal kluczowy dla technologii fuzji jądrowej

Wolfram to materiał wręcz stworzony do warunków panujących w reaktorze termojądrowym. Topi się dopiero przy temperaturze 3422°C, a przy tym zachowuje swoje właściwości mechaniczne nawet w tak ekstremalnych warunkach. Dla porównania – stal topi się przy niecałych 1500°C.

To właśnie ten metal wybrano do konstrukcji płytek ochronnych w reaktorach tokamak – takich jak ITER, największy obecnie projekt fuzji jądrowej, budowany we Francji. Jak szacują inżynierowie, francuski reaktor zużyje od miliona do półtora miliona takich płytek z wolframu.

Nowoczesne drukarki 3D oferują znacznie więcej niż klasyczne metody, takie jak odlewanie czy obróbka mechaniczna. Ich precyzja pozwala tworzyć złożone, lekkie i trwałe komponenty, które skutecznie znoszą ekstremalne warunki panujące wewnątrz reaktorów. To właśnie takie rozwiązania wspierają rozwój technologii fuzji jądrowej.

Rekordy i potrzeby nowej technologii

Postęp w dziedzinie fuzji staje się coraz bardziej widoczny. W styczniu 2024 roku francuski tokamak WEST ustanowił światowy rekord, utrzymując plazmę w temperaturze 50 milionów stopni przez ponad 22 minuty (dokładnie 1337 sekund). Takie osiągnięcia jeszcze kilka lat temu wydawały się nierealne.

Szukasz treści, które naprawdę dają do myślenia? Sięgnij po kwartalnik Holistic News!

Ale im dłużej trwa reakcja, tym większe wyzwanie stanowią warunki operacyjne. Komponenty muszą być nie tylko odporne, ale i precyzyjnie wykonane. Dlatego technologie takie jak eMELT mogą okazać się nie tylko przydatne, ale wręcz kluczowe.

Jeszcze niedawno technologia fuzji jądrowej była traktowana jak fantazja fizyków. Dziś widzimy, że w przyszłości może stać się realnym źródłem energii. A gdy to nastąpi, zapotrzebowanie na komponenty z metali takich jak wolfram – produkowane szybko, precyzyjnie i tanio – będzie ogromne. W świecie, gdzie energia staje się najważniejszym zasobem, a czyste źródła coraz pilniejsze, każdy krok naprzód, nawet ten zbudowany warstwa po warstwie w drukarce 3D, ma ogromne znaczenie.

Polecamy: Co mają ze sobą wspólnego majonez i fuzja jądrowa? Więcej niż myślisz