Reacţia de fuziune nucleară are potenţialul să ne ofere energia curată pe care ne-o dorim cu toţii şi acesta este motivul pentru care cercetătorii din întreaga lume încearcă să perfecţioneze tehnologia aferentă construcţiei  reactorului de fuziune nucleară.

Construcţia unui reactor de fuziune nucleară înseamnă reproducerea reacțiilor nucleare din stele pe Pământ şi se aseamănă, în esență, cu încercarea de a pune o stea într-un „borcan”. Aceasta nu este o sarcină ușoară, iar în clipul video de mai jos realizat de Kurzgesagt – In a Nutshell se explică atât potențialul incredibil al reacţiei de fuziune nucleară, cât și provocările majore pe care le implică declanşarea şi întreţinerea acesteia.

Pentru declanşarea reacţiei de fuziune nucleară se utilizează plasmă supraîncălzită până la o temperatură de ordinul milioanelor de grade C. Atunci când nucleele atomice ating o anumită temperatură, în jur de 14.000.000 °C în Soare, ele fuzionează eliberând o mare cantitate de energie.

Reacţia nucleară de fuziune din interiorul stelelor se datorează temperaturilor ridicate şi presiunilor foarte mari, care sunt o consecinţă a forţelor gravitaţionale foarte mari.

Cum se pot reproduce condiţiile existente în interiorul stelelor într-un reactor de pe Pământ?

În prezent există două soluţii principale pentru construcţia reactoarelor de fuziune. Prima soluţie, confinarea magnetică, se bazează pe utilizarea unor câmpuri magnetice puternice pentru confinarea plasmei în camera reactorului, având o formă de gogoaşă, cu ajutorul unor electromagneţi superconductori răciţi cu heliu lichid până la o temperatură de doar câteva grade peste zero absolut.

Reactorul experimental ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), aflat în construcţie în Franța, va fi un reactor Tokamak care utilizează confinarea magnetică.

A doua soluţie, confinarea inerţială, utilizează fascicule lasere de mare putere pentru comprimarea unor granule de combustibil nuclear, hidrogen, care devin astfel suficient de fierbinţi şi de dense pentru a fuziona.

În cadrul National Ignition Facility din SUA se desfăşoară experimente în legătură cu confinarea inerţială.

Fuziunea nucleară

Fuziunea nucleară. Credit: Kurzgesagt/YouTube

Oamenii de ştiinţă au reuşit deja să declanşeze reacţii de fuziune în interiorul unor astfel de instalaţii complexe, dar problema este că energia necesară pentru iniţierea acestor reacții este mai mare decât energia pe care ele o produc, ceea ce înseamnă că, deocamdată, aceste reactoare nu sunt adecvate utilizării în scop comercial.

De fapt, nu ştim dacă vom reuşi vreodată să construim un reactor viabil de fuziune nucleară, dar perspectiva de a obţine energie curată, practic nelimitată, îi face pe oamenii de ştiinţă să continue cercetările în această direcţie.

Așa cum se explică în clipul video de mai sus, un pahar cu apă de mare ar putea oferi, prin fuziunea nucleară, la fel de multă energie ca un baril de petrol.

Fuziunea nucleară nu generează emisii de dioxid de carbon, precum combustibilii fosili, și cantitatea de deşeuri radioactive în cazul fuziunii nucleare este mult mai mică decât în cazul fisiunii nucleare. Mai mult, reactoarele de fuziune nucleară sunt mult mai sigure decât cele pe bază de fisiune nucleară.

Există, totuşi, o altă problemă. Pentru reacţia de fuziune nucleară avem nevoie de izotopi speciali ai hidrogenului, deuteriu și tritiu, şi în timp ce deuteriul este stabil și abundent în apa de mare, tritiul este radioactiv şi foarte rar pe Pământ.

Heliu-3 ar putea înlocui tritiul în reacţiile de fuziune și deşi acesta este, de asemenea, foarte rar pe Pământ, oamenii de știință cred că ar putea fi găsit în cantități mari pe Lună.

Dacă vom putea colecta tritiul de pe Lună, atunci fuziunea tritiului şi a deuteriului ar putea asigura necesarul de energie al umanităţii pe Pământ timp de mii de ani.

Aceasta este o idee tentantă, care ne oferă speranțe pentru viitor. Nu ne rămâne decât să ne bazăm pe știință pentru a găsi mijloacele necesare transformării ei în realitate.

Sursă: Science Alert