Masivni reaktor zakopan u ruralnoj Francuskoj tiho ulazi u kritičnu fazu koja bi mogla zauvijek redefinisati globalnu energiju. Podržan od 35 nacija i decenija istraživanja, ovaj neviđeni projekat sada se utrkuje s vremenom, preciznošću i samom fizikom.
U šumovitoj dolini južne Francuske, najveći međunarodni energetski projekat ikada preduzet tiho ulazi u ključnu novu fazu. Nakon decenija dizajna, diplomatije i precizne proizvodnje, građevinski timovi sada pokušavaju nešto što niko prije nije uradio: sastaviti mašinu sposobnu da replicira nuklearne reakcije koje pokreću zvijezde.
To nije prototip elektrane. Neće proizvoditi električnu energiju. Pa ipak, ulozi su neobično visoki. Ako bude uspješna, ova mašina bi mogla pokazati da se nuklearna fuzija, dugo ograničena na laboratorije i teoriju, može postići u industrijskim razmjerima.
Budući energetski sistem
Projekat, poznat kao ITER, od svog početka je pod intenzivnom globalnom kontrolom. Finansiran i njime upravlja 35 zemalja, uključujući Sjedinjene Američke Države, Kinu, Evropsku uniju i Rusiju, predstavlja kolektivno ulaganje u mogući budući energetski sistem koji je bogat, siguran i bez ugljika.
Međutim, to obećanje zavisi od toga da li uređaj može da funkcioniše u ekstremnim fizičkim uslovima. I da li njegova multinacionalna struktura, koja obuhvata kontinente i političke sisteme, može da pruži preciznost i pouzdanost koju projekat sada zahtjeva.
Sklapanje reaktora ulazi u tehnički najosjetljiviju fazu
U središtu ITER postrojenja u Saint-Paul-lez-Duranceu , inženjeri su počeli spuštati masivne čelične komponente u jezgro reaktora. Ovi sektori vakuumskih posuda , svaki težak preko 400 tona, formiraju toroidnu komoru u kojoj bi se trebala odvijati fuzija. Tolerancije poravnanja su unutar nekoliko milimetara. Odstupanja bi mogla ugroziti sposobnost reaktora da održava plazmu.
Dizajn reaktora zasnovan je na konceptu tokamaka, sistema magnetskog ograničenja koji su prvi razvili sovjetski fizičari 1960-ih. ITER tokamak, kada bude završen, bit će najveći na svijetu. Njegova komora je dizajnirana da sadrži pregrijanu plazmu koja dostiže temperature od 150 miliona stepeni Celzijusa, što je više od deset puta veća temperatura od temperature jezgra Sunca.
Nakon što se jezgra vodika zagriju i pretvore u plazmu, magnetske zavojnice će ih zadržati u stabilnoj petlji, omogućavajući im da se spoje u helijum. Proces oslobađa energiju koja bi se mogla iskoristiti u budućim reaktorima za proizvodnju električne energije. Cilj ITER-a je proizvesti 500 megavata toplotne energije iz 50 megavata ulazne snage, što je omjer Q = 10. Nijedan fuzijski eksperiment još nije postigao taj nivo povrata energije.
Montažu vodi Westinghouse, u koordinaciji s evropskim izvođačima radova Ansaldo Nucleare i Walter Tosto. Izazov nije samo tehnički, već i logistički. Svaki sektor vakuumskih posuda mora se besprijekorno integrirati s komponentama nabavljenim na više kontinenata, od kojih su neke izgrađene u razmaku od nekoliko godina prema različitim regulatornim okvirima.
Kašnjenja i revidirani ciljevi u novoj osnovnoj strategiji
U julu 2024. godine, rukovodstvo ITER-a objavilo je ažurirani Osnovni plan kojim su promijenjeni raspored i strategija projektovanja. Prema planu, operacije korištenjem deuterijum-deuterijum plazme počet će 2035. godine, a potpuno magnetsko testiranje očekuje se sljedeće godine. Najambiciozniji cilj projekta, pokretanje fuzije deuterija i tricija , sada je postavljen za 2039. godinu.
Revizija odražava i inženjerske izazove i promjenu u upravljanju rizikom. Jedna značajna modifikacija uključuje zamjenu originalnog berilijumskog materijala prvog zida volframom , koji ima veću otpornost na toplinu i bolje dugoročne performanse pod neutronskim bombardiranjem.
Raniji vremenski okvir je imao za cilj “prvu plazmu” do 2018. godine. U stvarnosti, kašnjenja u proizvodnji, problemi s integracijom i koordinacija lanca snabdijevanja u 35 zemalja pomaknuli su tu prekretnicu za skoro dvije decenije. Zvaničnici projekta sada daju prioritet trajnosti i ponovljivosti nad brzinom, prema Osnovnom planu predstavljenom prošle godine.
Iako ITER neće proizvoditi električnu energiju, njegov uspjeh ima za cilj validaciju tehnologija i sistema koji bi bili osnova za DEMO, predloženo komercijalno demonstracijsko postrojenje u razvoju u Evropi i Aziji.
Komponente, obim i međunarodna koordinacija
Za ITER-ov magnetni sistem proizvedeno je više od 100.000 kilometara supravodljive žice, što zahtijeva desetostruko povećanje globalnog proizvodnog kapaciteta u odnosu na nivoe prije projekta. Ove brojke, kao i drugi tehnički pokazatelji, detaljno su opisani na ITER- ovoj stranici “Činjenice i brojke”. Žica, napravljena od niobijum-kalaja, čini osnovu za toroidne zavojnice polja koje će sadržavati plazmu. Svaka zavojnica je visoka 17 metara, široka 9 metara i teška preko 300 tona.
Reaktor također uključuje centralni solenoid, masivni elektromagnet koji mora sadržavati sile ekvivalentne dvostrukom potisku lansiranja svemirskog šatla. Njegov zadatak je pokretanje struje plazme i održavanje unutrašnjeg magnetskog polja. Ove komponente podržava posebno izrađena infrastrukturna platforma koja se prostire na 42 hektara, a nadzor izgradnje uključuje više od 5.000 radnika na mjestu događaja od 2025. godine.
Logistička složenost
Transport komponenti na lokaciju u unutrašnjosti zahtijevao je izgradnju ITER-ovog itinerera, modificirane cestovne mreže duge 104 kilometra, sposobne za prijevoz tereta do 900 tona. Svaka komponenta se noću prevozi radio-kontroliranim platformama kako bi se smanjili poremećaji.
Logistička složenost integriranja doprinosa iz 35 zemalja ostaje jedna od ključnih karakteristika ITER-a. Evropska unija je odgovorna za gotovo polovinu troškova izgradnje i pet od devet sektora vakuumskih posuda. Južna Koreja obezbjeđuje preostala četiri. Sjedinjene Američke Države, Japan, Rusija, Kina i Indija isporučuju ostale glavne podsisteme, uključujući magnetne komponente, noseće strukture i sisteme grijanja.
(24sata.info)