A existat o boală grozavă – în mare măsură necontestată de mass-media – cu anunțul în această săptămână de către Departamentul de Energie al SUA a unei „dezvolte științifice majore” în dezvoltarea energiei de fuziune.
„Aceasta este o realizare de referință”, a declarat secretarul pentru Energie Jennifer Granholm. Departamentul ei comunicatul de presă a spus că experimentul de la Laboratorul Național Lawrence Livermore din California „a produs mai multă energie din fuziune decât energia laser folosită pentru a-l conduce” și va „oferi informații neprețuite asupra perspectivelor unei energii curate de fuziune”.
„Tehnologia de fuziune nucleară a existat încă de la crearea bombei cu hidrogen”, a menționat un CBS News. articol acoperind anunțul. „Fuziunea nucleară a fost considerată Sfântul Graal al creării energiei.” Și „acum momentul fuziunii pare să fie în sfârșit aici”, a spus articolul CBS.
Dar, după cum a concluzionat Dr. Daniel Jassby, fizician principal de cercetare timp de 25 de ani la Princeton Plasma Physics Lab care lucrează la cercetarea și dezvoltarea energiei de fuziune, într-un studiu din 2017. articol în Buletinul Oamenilor de Știință Atomiști, puterea de fuziune „este ceva de evitat”.
Articolul său a fost intitulat „Reactor de fuziune: nu ceea ce s-au crezut să fie”.
„Reactoarele de fuziune au fost mult timp considerate sursa de energie „perfectă””, a scris el. Și „omenirea se apropie mult mai mult” de „atingerea acel moment revoluționar în care cantitatea de energie care iese dintr-un reactor de fuziune va depăși în mod durabil cantitatea care intră, producând energie netă”.
„Totuși, pe măsură ce ne apropiem de obiectivul nostru”, a continuat Jassby, „este timpul să ne întrebăm: este fuziunea într-adevăr o sursă de energie „perfectă”?” După ce am lucrat la experimente de fuziune nucleară timp de 25 de ani la Princeton Plasma Physics Lab, am început să mă uit la întreprinderea de fuziune cu mai multă pasiune la pensie. Am ajuns la concluzia că un reactor de fuziune ar fi departe de a fi perfect și, în anumite privințe, aproape de opus.”
„Spre deosebire de ceea ce se întâmplă” atunci când are loc fuziunea pe soare, „care folosește hidrogen obișnuit la o densitate și o temperatură enormă”, pe Pământ, „reactoarele de fuziune care ard izotopi bogați în neutroni au produse secundare care nu sunt deloc inofensive”, a spus el.
O substanță radioactivă cheie în procesul de fuziune de pe Pământ ar fi tritiul, o variantă radioactivă a hidrogenului.
Astfel, ar exista „patru probleme regretabile” — „daunele radiațiilor asupra structurilor; deseuri radioactive; nevoia de ecranare biologică; și potențialul pentru producerea de plutoniu 239 de calitate pentru arme – adăugând astfel amenințarea proliferării armelor nucleare, nu diminuându-l, așa cum ar fi susținătorii fuziunii”, a scris Jassby.
„În plus, dacă reactoarele de fuziune sunt într-adevăr fezabile... ar împărtăși unele dintre celelalte probleme grave care afectează reactoarele cu fisiune, inclusiv eliberarea de tritiu, cerințele descurajante de lichid de răcire și costurile de operare ridicate. Vor exista, de asemenea, dezavantaje suplimentare care sunt unice pentru dispozitivele de fuziune: utilizarea unui combustibil (tritiu) care nu se găsește în natură și trebuie completat de reactorul însuși; și scurgeri de energie inevitabile la fața locului care reduc drastic energia electrică disponibilă pentru vânzare.”
„Sursa principală de tritiu sunt reactoarele nucleare de fisiune”, a continuat el. Tritiul este produs ca deșeu în centralele nucleare convenționale. Ele se bazează pe scindarea atomilor, fisiunea, în timp ce fuziunea implică fuziunea atomilor.
„Dacă ar fi adoptată, fuziunea pe bază de deuteriu-tritiu ar fi singura sursă de energie electrică care nu exploatează un combustibil natural și nu transformă o sursă de energie naturală, cum ar fi radiația solară, vântul, apa în cădere sau geotermalul. În mod unic, componenta de tritiu a combustibilului de fuziune trebuie să fie generată chiar în reactorul de fuziune”, a spus Jassby.
Despre proliferarea armelor nucleare, "Producția deschisă sau clandestină de plutoniu 239 este posibilă într-un reactor de fuziune pur și simplu prin plasarea oxidului de uraniu natural sau sărăcit în orice locație în care zboară neutroni de orice energie. Oceanul de neutroni care încetinește, care rezultă din împrăștierea neutronilor de fuziune în flux pe vasul de reacție, pătrunde în fiecare colț din interiorul reactorului, inclusiv anexele vasului de reacție.
În ceea ce privește „dezavantajele suplimentare împărtășite cu reactoarele de fisiune”, într-un reactor de fuziune: „Tritiul va fi dispersat pe suprafețele vasului de reacție, injectoare de particule, conducte de pompare și alte anexe. Coroziunea în sistemul de schimb de căldură sau o breșă în conductele de vid ale reactorului ar putea duce la eliberarea de tritiu radioactiv în atmosferă sau în resursele locale de apă. Tritiul schimbă cu hidrogenul pentru a produce apă tritiată, care este periculoasă din punct de vedere biologic.”
„În plus, există probleme legate de necesarul de lichid de răcire și eficiența scăzută a apei”, a continuat el. „Un reactor de fuziune este o centrală termică care ar impune solicitări imense resurselor de apă pentru bucla secundară de răcire care generează abur, precum și pentru îndepărtarea căldurii din alte subsisteme ale reactoarelor, cum ar fi frigiderele și pompele criogenice... De fapt, un reactor de fuziune ar avea cea mai scăzută eficiență a apei dintre orice tip de centrală termică, fie că este fosilă sau nucleară. Odată cu intensificarea condițiilor de secetă în diferite regiuni ale lumii, multe țări nu au putut susține fizic reactoare mari de fuziune.”
„Și toate cele de mai sus înseamnă că orice reactor de fuziune se va confrunta cu costuri de operare nemaipomenite”, a scris el.
„Operarea reactorului de fuziune va necesita personal a cărui expertiză a fost necesară anterior doar pentru lucrul în instalațiile de fisiune, cum ar fi experți în securitate pentru monitorizarea problemelor de salvgardare și lucrători specializați pentru a elimina deșeurile radioactive. Va fi necesar personal calificat suplimentar pentru a opera subsistemele mai complexe ale unui reactor de fuziune, inclusiv criogenia, procesarea tritiului, echipamente de încălzire cu plasmă și diagnostice elaborate. Reactoarele de fisiune din Statele Unite necesită de obicei cel puțin 500 de angajați permanenți în patru schimburi săptămânale, iar reactoarele de fuziune vor necesita aproape 1,000. În schimb, doar o mână de oameni sunt obligați să opereze centrale hidroelectrice, centrale de ardere a gazelor naturale, turbine eoliene, centrale solare și alte surse de energie”, a scris el.
„Cheltuielile recurente multiple includ înlocuirea componentelor deteriorate de radiații și erodate de plasmă în fuziunea cu izolare magnetică și fabricarea anual a milioane de capsule de combustibil pentru fiecare reactor de fuziune cu izolare inerțială. Și orice tip de centrală nucleară trebuie să aloce fonduri pentru dezafectarea la sfârșitul vieții, precum și pentru eliminarea periodică a deșeurilor radioactive.”
„Este de neconceput ca costurile totale de exploatare ale unui reactor de fuziune să fie mai mici decât cele ale unui reactor de fisiune și, prin urmare, costul de capital al unui reactor de fuziune viabil trebuie să fie aproape de zero (sau puternic subvenționat) în locurile în care doar costurile de exploatare. reactoarele de fisiune nu sunt competitive cu costul energiei electrice produse de energie non-nucleară și au dus la închiderea centralelor nucleare”, a spus Jassby.
„Pentru a rezuma, reactoarele de fuziune se confruntă cu unele probleme unice: lipsa unei surse de combustibil natural (tritiu) și scurgeri mari și ireductibile de energie electrică... Aceste impedimente – împreună cu cheltuiala de capital colosală și câteva dezavantaje suplimentare împărtășite cu reactoarele cu fisiune – va face reactoarele de fuziune mai solicitante pentru a construi și exploata sau vor ajunge la practic economic, decât orice alt tip de generator de energie electrică.”
„Realitățile dure ale fuziunii contrazic pretențiile susținătorilor săi de „energie nelimitată, curată, sigură și ieftină”. Energia de fuziune terestră este nu sursa ideală de energie lăudată de amplificatorii săi”, a declarat Jassby.
La începutul acestui an, ridicând problema penuriei de combustibil cu tritiu pentru reactoarele de fuziune, Ştiinţă, o publicație a Asociației Americane pentru Progresul Științei, a publicat un articol intitulat: „FĂRĂ GAZ, O lipsă de combustibil cu tritiu poate lăsa energia de fuziune cu un rezervor gol.” Această lucrare, în iunie, a citat costul ridicat al „tritiuului izotop radioactiv rari... La 30,000 de dolari pe gram, este aproape la fel de prețios ca un diamant, dar pentru cercetătorii de fuziune prețul merită plătit. Atunci când tritiul este combinat la temperaturi ridicate cu deuteriul fratelui său, cele două gaze pot arde ca Soarele.
Apoi, există reglementarea reactoarelor de fuziune. Un articol anul trecut în MIT Science Policy Review a remarcat: „Energia de fuziune a fost mult timp prezentată ca o sursă de energie capabilă să producă cantități mari de energie curată... În ciuda acestei promisiuni, energia de fuziune nu s-a realizat după șase decenii de cercetare și dezvoltare din cauza provocărilor științifice și tehnice continue. Investițiile private semnificative în start-up-uri comerciale de fuziune semnalează un interes reînnoit față de perspectivele dezvoltării pe termen scurt a tehnologiei de fuziune. Cu toate acestea, dezvoltarea cu succes a energiei de fuziune va necesita un cadru de reglementare adecvat pentru a asigura siguranța publică și viabilitatea economică.”
„Reglementările bazate pe riscuri încorporează informații despre risc din analizele probabilistice de siguranță pentru a se asigura că reglementările sunt adecvate pentru riscul real al unei activități”, a spus articol. „În ciuda beneficiilor adoptării unui cadru bazat pe riscuri pentru o industrie de fisiune matură, utilizarea reglementărilor bazate pe risc pentru acordarea de licențe a tehnologiei de fuziune comercială de prima generație ar putea fi în detrimentul obiectivului de implementare economică pe termen scurt a fuziunii. Tehnologia de fuziune comercială are o bază de experiență operațională și de reglementare insuficientă pentru a sprijini utilizarea rapidă și eficientă a reglementărilor bazate pe riscuri.”
În ciuda majoretelor larg răspândite din partea presei cu privire la anunțul fuziunii de săptămâna trecută, au existat câteva comentarii măsurate în mass-media. Arianna Skibell de Politico a scris un bucată intitulat „Iată o verificare a realității pentru fuziunea nucleară”. Ea a spus că „există obstacole științifice și de inginerie descurajante pentru a dezvolta această descoperire în mașini care pot transforma, la un preț accesibil, o reacție de fuziune în electricitate pentru rețea. Asta pune fuziunea direct în categoria „poate într-o zi”.
„Iată câteva motive pentru a tempera așteptările că această descoperire va produce orice progres rapid în abordarea urgenței climatice”, a spus Skibell. „În primul rând, după cum au avertizat cercetătorii climatici, lumea nu are decenii de așteptat până când tehnologia este potențial viabilă pentru a reduce emisiile de gaze cu efect de seră.” Ea l-a citat pe climatologul Michael Mann de la Universitatea din Pennsylvania, comentând: „Aș fi mai încântată de un anunț că SUA încetează subvențiile pentru combustibilii fosili”.
Henry Fountain în a lui New York Times coloana online „Clime Forward”, scris cum „lumea trebuie să reducă drastic emisiile [de carbon] în curând... Așa că, chiar dacă centralele electrice de fuziune devin realitate, probabil că nu s-ar întâmpla la timp pentru a preveni agravarea efectelor pe termen scurt ale schimbărilor climatice. Este mult mai bine, spun mulți oameni de știință climatic și factori de decizie, să se concentreze asupra tehnologiilor de energie regenerabilă disponibile în prezent, cum ar fi energia solară și eoliană, pentru a ajuta la atingerea acestor obiective de emisii.”
„Așadar, dacă fuziunea nu este o soluție rapidă a climei, ar putea fi o soluție pe termen mai lung pentru nevoile de energie ale lumii?” a continuat. „Poate, dar costul poate fi o problemă. Instalația Națională de Aprindere de la Livermore, unde a fost efectuat experimentul, a fost construită pentru 3.5 miliarde de dolari.”
Laboratorul Național Lawrence Livermore are o istorie lungă în domeniul fuziunii. Este locul unde, sub fizicianul nuclear Edward Teller, care a devenit directorul acesteia, a fost dezvoltată bomba cu hidrogen. Într-adevăr, el a fost descris de mult timp drept „părintele bombei cu hidrogen”. Bomba cu hidrogen folosește fuziunea, în timp ce bomba atomică, la care Teller a lucrat anterior la Laboratorul Național Los Alamos, folosește fisiunea. Dezvoltarea bombelor atomice la Los Alamos a condus la o ramură nucleară: centralele nucleare care utilizează fisiunea.
ZNetwork este finanțat exclusiv prin generozitatea cititorilor săi.
Donează