Skip to main content

Article Category

Article available in the folowing languages:

Nowe materiały do reaktorów fuzyjnych

Europejskie konsorcjum połączyło siły w celu odkrycia nowych materiałów na rzecz bezpieczniejszej i bardziej ekologicznej energii jądrowej. Przy zastosowaniu tych samych prawideł, które rządzą środowiskiem naturalnym i Słońcem, już dziś położono podwaliny pod reaktory przyszłości.

Energia

Wytwarzanie energii jądrowej zależy od jej okiełznania, tj. okiełznania energii zawartej w jądrach atomów, która sprawia, że cząsteczki nuklearne pozostają razem. Reaktory rozszczepieniowe wykorzystują rozszczepienie jądra atomowego, proces rozbicia na części jądra atomu ciężkiego, jak choćby określonych form uranu. Rozszczepienie, poza konwencjonalnymi reaktorami jądrowymi działającymi obecnie, odpowiada za wytwarzanie energii elektrycznej. Elektrownie fuzyjne działają na zasadzie fuzji, czyli połączenia lekkich jąder. Słońce wykorzystuje syntezę jądrową atomów wodoru do produkcji helu. Fuzja ma pewne ważne potencjalne zalety – należy do nich brak wytwarzania długowiecznych materiałów radioaktywnych oraz brak emisji dwutlenku węgla i zanieczyszczenia powietrza. Ponadto, zasoby paliwa występują obficie na całej Ziemi. Reaktory termojądrowe postrzegane są przez wielu jako obiecująca, niegenerująca zanieczyszczeń forma energii, która mogłaby rozwiązać światowy problem deficytu energetycznego. Jednym z głównych wyzwań stojących na drodze do reaktorów fuzyjnych jest opracowanie materiałów będących w stanie wytrzymać działanie dużych obciążeń i naprężeń związanych z pracą urządzeń do obsługi reakcji jądrowych. Europejscy naukowcy z 27 instytucji zainicjowali finansowany przez UE projekt FEMaS-CA ("Fusion energy materials science coordination action"), aby przyspieszyć opracowanie nowych materiałów do wykorzystania w reaktorach jądrowych. Ich celem było usprawnienie metod charakteryzacji materiałów, a także tworzenia sieci kontaktów i bliskiej współpracy zgodnie z europejskim porozumieniem na rzecz rozwoju syntezy jądrowej (EFDA). Testami objęto materiały o zwiększonej odporności na promieniowanie i zdolności do odprowadzania ciepła przy zastosowaniu najbardziej zaawansowanych strukturalnych metod charakteryzacji. Podczas prac nad projektem przeprowadzono około 120 wspólnych przedsięwzięć. Społeczności naukowe podjęły współpracę z wielkimi europejskimi ośrodkami z dostępem do synchrotronu, strumieni jonów i neutronów. Wiele uniwersyteckich grup badawczych zainteresowało się syntezą termojądrową. Było to wyraźnie widoczne w czasie międzynarodowej konferencji dotyczącej badań nad materiałami stosowanymi w energetyce termojądrowej, zorganizowanej przez uczestników projektu FEMaS-CA oraz podczas międzynarodowych warsztatów dotyczących materiałów i komponentów mających kontakt z plazmą, będących powszechnie uznanym spotkaniem społeczności związanej z materiałami fuzyjnymi. Dzięki połączeniu działań zespołu projektu FEMaS-CA oraz jego partnerów w ramach europejskich struktur EFDA można mieć pewność, że rozpoczęte inicjatywy będą kontynuowane w perspektywie długofalowej. Ponadto, poprzez opracowanie nowych obiecujących materiałów, inicjatywy te utorują drogę do reaktorów termojądrowych przyszłości.

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania