Fuzja z coraz większym opóźnieniem. ITER - wielki międzynarodowy projekt termojądrowy w tarapatach
Media podają cały katalog przyczyn opóźnienia projektu ITER. Pierwsza z nich, do której wrócimy, to błędy podczas budowy, które trzeba poprawić. Inna to pandemia COVID-19, która opóźniła i utrudniła wiele przedsięwzięć, nic zatem dziwnego, że wymieniana jest przy okazji informacji dot. opóźnień na budowie reaktora syntezy termojądrowej. Budowa złożonych komponentów konstrukcji w lokalizacjach na całym świecie spowodowała wiele problemów. Wśród problemów znalazła się również wojna na Ukrainie.
Pojawiają się opinie, że w świetle wysypu prywatnych firm zajmujących się fuzją jądrową, projekt ITER, gdy już wreszcie zostanie sfinalizowany, będzie przestarzały. Startupy, o czym już kilka lat temu pisaliśmy w MT, proponują alternatywne metody dojścia do kontrolowanej reakcji syntezy termojądrowej, obiecując produkcję użytecznej energii w krótszym czasie. Być może jest w tym sporo przesady i marketingu w celu pozyskania funduszy na badania i rozwój, jednak nie można wykluczyć, że w tej masie projektów któremuś się rzeczywiście uda. Gdyby tak się stało, gdyby okazało się, że jest genialne rozwiązanie pozwalające ujarzmić fuzję znacznie taniej i prościej niż w ITER, który zasadniczo mimo ulepszeń wciąż trzyma się pochodzącej z lat 50. XX wieku konstrukcji tokamaka, wtedy sens tej bardzo przecież kosztownej inwestycji stanąłby pod znakiem zapytania.
Niektórzy z członków konsorcjum uczestniczącego w budowie reaktora ITER, do którego należą Chiny, Unia Europejska, Indie, Japonia, Korea Południowa, Rosja i Stany Zjednoczone, planują budowę własnych prototypowych elektrowni w terminie mniej więcej podobnym do tego, w którym miałby powstać ITER. To może zaszkodzić europejskiej budowie finansowo. Według kierownictwa projektu, koszt inwestycji, szacowany już na ponad 20 mld euro, wzrośnie o 5 mld przy nowym harmonogramie. I tak zresztą ostateczny koszt budowy ITER nie jest znany.
Terminy powstawania ITER zostały zakwestionowane i zmienione już wiele lat temu. W 2016 roku harmonogram budowy został wydłużony do 2025 roku. Następnie, w styczniu 2022 r., francuski Urząd Bezpieczeństwa Jądrowego (ASN) wstrzymał budowę, obawiając się o bezpieczeństwo pracowników reaktora, którzy zdaniem urzędników nie byliby dostatecznie chronieni przed zabójczymi wiązkami neutronów wytwarzanymi w reakcjach fuzji jądrowej. Zmiany projektowe, w tym dodatkowe osłony, groziły przeciążeniem betonowego fundamentu. ASN chciał również mieć pewność, że tokamak, składający się z dziewięciu sekcji, nie będzie przeciekał. Gdy pierwsze dwie sekcje zostały dostarczone przez południowokoreańskiego producenta, nie spełniały wymogów milimetrowej precyzji wymaganej w projekcie. Wszelkie nieszczelności mogłyby doprowadzić do uwolnienia radioaktywnego trytu, ciężkiego izotopu wodoru, który jest jednym z paliw fuzji jądrowej.
Stan wstrzymania przez ASN budowy trwa do dziś. Na jej terenie trwają prace nad naprawą i poprawą konstrukcji, by wyeliminować wskazane przez kontrolerów mankamenty. Plan zakładał wyeliminowanie ich latem 2024 r. Obecnie pomysł na rozwiązanie kwestii bezpieczeństwa neutronowego jest taki, by rozpocząć operacje ostrożnie, aby uzyskać rzeczywiste dane i zweryfikować swoje modele przed zwiększeniem mocy i poziomów neutronów. ITER ma docelowo być zasilany mieszanką trytu i deuteru, izotopów wodoru. Jednak na początku będzie po prostu podgrzewać zwykły wodór, następnie przejdzie do deuteru, który wytwarza mniej neutronów niż mieszanka z trytem. Jeśli zatem pojawiłyby się problemy z nadmiernym promieniowaniem, to przy niskiej produkcji neutronów. Po pięciu latach takich ostrożnych prób, jeśli wszystko pójdzie dobrze, operatorzy będą przeprowadzać krótkie, trwające mniej niż minutę zapłony fuzji jądrowej przy użyciu silniejszego paliwa deuterowo-trytowego, co pozwoli ITER osiągnąć deklarowany cel, czyli generować dziesięć razy więcej energii niż on zużywa.
Mirosław Usidus
