KUPOVINA VREMENA DO POČETKA PRIMJENE NUKLEARNE FUZIJE
Prema najnovijim prognozama, prva komercijalna fuzijska elektrana neće biti u pogonu prije polovice 21. stoljeća, a optimisti misle ni - za 20 godina
Proces fuzije dijametralno je suprotan fisiji koja predstavlja osnovu funkcioniranja današnjih nuklearnih elektrana i atomskih bombi. U procesu fisije koriste se teži elementi (uranij i plutonij) čijim se cijepanjem dobivaju lakši. Fuzija podrazumijeva spajanje lakših elemenata u teže procesom koji je isprva promatran na Suncu. Na nezamislivo visokim pritiscima i temperaturi od dvadesetak milijuna stupnjeva atomska jezgra vodika (protoni) fuzioniraju se u helij uz oslobađanje golemih količina energije. No znanstvenike i inženjere sada muči problem kako na Zemlji reproducirati uvjete koji vladaju u srcu Sunca. Nakon više desetljeća lutanja i polovičnih uspjeha, znatno manjih od uloženih sredstava, najbogatije države svijeta odlučile su ujediniti napore u istraživanju fuzije kao potencijalnog izvora električne energije. Konzorcij ITER (prvobitno skraćenica za Internacionalni termonuklearni energetski reaktor, danas ime samo za sebe) nastao je 1985. godine, a prvi članovi bili su SAD, SSSR, Europska unija i Japan. Trebalo je 16 godina da završe istraživanja vrijedna 700 milijuna USD prije nego što je predložen konačan dizajn budućeg fuzijskog reaktora. Istovremeno, počinju pogađanja oko načina financiranja projekta, podjele rukovodećih mjesta i drugih nacionalnih kvota jer je ulog velik i nitko ne želi biti marginaliziran. Razmirice među članicama izazvale su dosta tumbanja u ITER-u, sve dok se nije ustalio današnji sastav 6+2 (SAD, EU, Rusija, Japan, Kina i Sjeverna Koreja, s Brazilom i Indijom kao novim kandidatima).
Mjesto gradnje
Ipak, najviše svađe bilo je zbog mjesta izgradnje reaktora, naravno - iz vrlo opipljivih razloga. Naime, predviđa se da će se u ITER sliti deset milijardi eura u idućih trideset godina (pet milijardi za 10-godišnji proces gradnje postrojenja i pet za troškove 20-godišnje eksploatacije), pri čemu će se najveći dio novca potrošiti u državi u kojoj će se reaktor graditi. Izgradnja reaktora predstavljat će veliki poticaj za domaću industriju i nacionalni prestiž, a nisu zanemariva ni 5000 novih, dobro plaćenih radnih mjesta. Iako su pogodnu lokaciju svojevremeno nudili Kanada (Clerington) i Španjolska (Vandelos), pravi su rivali bili samo Japanci (Rokkasho-Mura) i Francuzi (Kadarash).
Podjela u ITER-u bila je kompletna jer je Japan imao američku i korejsku podršku, a Francuska europsku i kinesku. Poslije mnogo neuspješnih pokušaja, kompromisno rješenje pronađeno je 28. lipnja 2006. ITER će reaktor graditi u Kadarashu, dok će Japan zauzvrat dobiti mjesto direktora administracije i 20 % istraživačkih mjesta u samoj Francuskoj (umjesto prije dogovorenih 10 %). ITER se istovremeno obvezao da u Japanu sagradi prateće postrojenje za ispitivanje materijala i prvi sljedeći ITER reaktor, dok je EU prihvatila plaćanje 50% ukupnih troškova (ostalih pet zemalja članica po 10%). To što je problem s građevinskim zemljištem i podjelom ključnih funkcija riješen, ne znači da će gradnja komplesa u Kadarashu početi odmah. Kamen temeljac bit će položen tek nakon opsežnih priprema, prikupljanja ponuda i odabira izvođača, vjerojatno tijekom 2008. dok se početak sklapanja središnjeg reaktora ne očekuje prie 2010. Prvi eksperimenti predviđeni su za 2016. godinu.
ITER treba sadržavati rezultate svih dosadašnjih istraživanja, ali i otići korak naprijed i dokazati upotrebljivost fuzije kao komercijalnog izvora električne energije. Koncepcija ITER-a nije nova, u pitanju je deuterijsko-tricijska šuplja komora obložena superprovodnim magentima, što se usavršava posljednja četiri desetljeća. Očekuje se da reaktor ostvari do sada nezabilježene rezulate: stabilnu plazmu temperature sto milijuna stupnjeva tijekom najmanje pet do deset minuta kontinuiranog rada, uz snagu fuzije od 500 megavata i struju plazme od 15 milijuna ampera. Za zagrijavanje 840 kubika plazme do radne temperature bit će potreban vanjski izvor energije od 75 megavata što bi značilo da će reaktor imati pozitivnu energetsku bilancu, što je ključni element za komercijalnu eksploataciju.
Čista energija
Najverojatnije je da će energija nuklearne fuzije, ako je uopće i bude, biti znatno "čistija" od one koju dobivamo fisijom. Osnovni nusproizvod nuklearne fuzije je helij, inertni plin potpuno neškodljiv za ekosistem koji ne doprinosi globalnom zagrijavanju kao ugljični dioksid iz termoelektrana. No jedan od problema mogao bi biti radioaktivni tricij, ali njegova je očekivana količina mala a vrijeme poluraspada kratko (12 godina). Osim toga, fuzijski reaktor nikada ne bi mogao uzrokovati nesreću Černobiljskih dimenzija jer se radi s malim količinama nuklearnog goriva dovoljnim tek za nekoliko minuta rada (fisijski reaktori u sebi imaju goriva za višemjesečni kontinuirani rad). I na kraju, fuzijski reaktor teško bi mogao poslužiti kao sredstvo za proizvodnju oružja masovnog uništenja, što je s fisijskim reaktorima sasvim moguće. Samim time, mirnodopsko korištenje fuzije ne bi potaknulo daljnju ekspanziju nuklearnog naoružanja.
Fuzijski reaktor ima još jednu prednost: za njegov rad potrebno je gorivo čije su rezerve u prirodi praktično neisrcpne. Prva komponenta je deutrij, izotop vodika prisutan u vodi, a druga tricij koji se može proizvesti iz litija, u izobilju prisutnog u Zemljinoj kori. Za razliku od fisijskih reaktora koji kao gorivo koriste skupi i rijetki uranij i njegove derivate, fuzijski reaktori koriste neuporedivo pristupačnije i manje opasno gorivo. Problem radijacije, međutim, postoji i kod fuzijskih elektrana, ali u daleko manjoj meri. Fuzijski reaktor oslobađa energiju kroz intenzivnu emisiju brzih neutrona koji neminovno izazivaju radioaktivnost strukturnih materijala. Fuzijski reaktor na kraju vijeka trajanja vjerojatno bi proizveo istu količinu radioaktivnog otpada kao i fizijska elektrana, ali uz jednu bitnu razliku: fuzijski radioaktivni izotopi raspadaju se stotinak puta brže od fisijskih, što pojednostavljuje problem dugoročnog skladištenja nuklearnog otpada. Procjenjuje se da će nakon sto godina postoperativnog radioaktivnog raspada cjelokupni opasni otpad ITER-a, težak oko 6.000 tona, stati u kocku dijagonale svega deset metara.
Treba li nam još jedna nuklearna tehnologija za proizvodnju energije, s obzirom na brojne (prije svega ekološke) probleme i poneku katastrofu (Černobilj 1986.) koje smo imali s fisijskim reaktorima? Mišljenja su podijeljena: na jednoj strani su članice ITER-a koje su i do sada veliki dio električne energije proizvodile u nuklearnim elektranama (Francuska i do 70 oposto), na drugoj države (među njima i Hrvatska) koje su, reagirajući pomalo autistično i ne shvaćajući globalnu prirodu problema, unaprijed zabranile gradnju nuklearnih postrojenja, odučujući se za ostale, ni izbliza tako izdašne izvore energije.
Teškoće proizvodnje
Međutim, činjenice su neumoljive: proizvodnja nafte i plina nakon 2030. dospjet će u velike teškoće zbog sve veće potrošnje i rapidnog iscrpljivanja najvećih svjetskih nalazišta. Rezerve ugljena su dovoljne za nekoliko idućih stoljeća, ali je cijena koju plaća naš planet kroz kontinuiranu akumulaciju štetnih plinova i pepela na duge staze neprihvatljiva. Uz to, obnovljivi izvori energije (rijeke, sunce, vjetar, valovi, plima i oseka) teško će moći podmiriti više od 10 do maksimalnih 20 posto ukupnih svjetskih potreba za energijom. Činjenica je i da se diljem svijeta uz 439 nuklearnih reaktora u 31 državi planira sagraditi dodatnih 618 reaktora. Stoga htjeli mi to ili ne, sviđalo se to Greenpeaceu i Green Partyju, imali zakone koji to zabranjuju ili ne, bit ćemo prinuđeni da se kad-tad okrenemo nekom obliku nuklearne energije.
Objavljeno:18. siječanj 2008.
