Di Matahari, ini berlaku sepanjang masa: atom bergabung, iaitu tindak balas peleburan termonuklear berlaku, akibatnya sejumlah tenaga yang tidak dapat dibayangkan dilepaskan. Para saintis telah lama mengimpikan tenaga sedemikian, dan di Bumi ini ia dapat diperoleh dengan mewujudkan reaksi peleburan termonuklear terkawal.
Tetapi setakat ini tidak mungkin untuk mendapatkannya.
Selepas berakhirnya Perang Dunia II, para saintis di seluruh dunia berusaha untuk mencapainya.
Dengan bantuan reaktor eksperimen di Rusia, Amerika Syarikat, Inggeris, Jepun dan banyak negara lain, proses peleburan termonuklear jangka pendek diperoleh, tetapi di mana sahaja lebih banyak tenaga digunakan untuk mengekalkan proses ini daripada mendapatkan tenaga itu sendiri, jelas Søren Bang Korsholm, seorang penyelidik kanan di Universiti Teknikal Denmark (Søren Bang Korsholm).
Pada masa akan datang
Saintis Denmark dan rakan-rakannya di Jabatan Fizik Universiti Teknikal mengambil bahagian dalam projek ilmiah global, yang pada tahun 2025 akan memungkinkan pelaksanaan proses peleburan termonuklear yang cekap - iaitu. lebih banyak tenaga akan diperuntukkan daripada dibelanjakan untuk mendapatkannya. Walaupun begitu, dipercayai bahawa kita tidak akan dapat melihat loji janakuasa beroperasi berdasarkan prinsip peleburan termonuklear selama bertahun-tahun.
Hanya pada tahun lima puluhan abad ini, tenaga loji tenaga fusi termonuklear dapat digunakan dalam grid kuasa. Bagaimanapun, ini adalah garis panduan untuk program peleburan termonuklear Eropah,”katanya.
Video promosi:
Walaupun terdapat prospek yang terpencil, banyak saintis, seperti Søren, sedang serius menangani masalah tenaga peleburan termonuklear. Dan ada alasan yang baik untuk ini. Untuk loji kuasa yang beroperasi berdasarkan prinsip peleburan termonuklear, diperlukan sejumlah kecil bahan bakar nuklear, di samping itu, mereka tidak mempunyai pelepasan CO2 dan bahan berbahaya lain.
Tenaga hijau murah
Semasa anda mengecas telefon pintar anda hari ini, 24% elektrik dalam kes ini berasal dari stesen terma arang batu. Ia adalah pengeluaran tenaga yang berat dan tidak mesra alam.
Untuk menghasilkan satu gigawatt elektrik, loji janakuasa arang batu harus membakar 2.7 juta tan arang batu setiap tahun. Dan stesen fusi memerlukan hanya 250 kilogram bahan bakar nuklear untuk mencapai kesan yang sama. 25 gram bahan bakar nuklear sudah cukup untuk loji tenaga tersebut untuk membekalkan tenaga kepada satu Dane sepanjang hidupnya,”kata Søren Bang Korsholm.
Tidak seperti arang batu, peleburan tidak mengeluarkan CO2 dan dengan itu tidak mempengaruhi iklim.
"Satu-satunya sisa pengeluaran tenaga peleburan nuklear 'langsung' adalah helium, dan ia dapat digunakan dalam berbagai aplikasi. Ini adalah sekitar 200 kilogram helium untuk sepanjang tahun," jelasnya.
Walau bagaimanapun, tenaga pelakuran mempunyai masalah kecil. Di sini anda tidak dapat melakukan tanpa radioaktiviti sepenuhnya. "Permukaan dalaman reaktor menjadi radioaktif, tetapi ini adalah bentuk radioaktif yang menjadi selamat setelah 100 tahun," kata saintis itu. Kemudian bahan ini dapat digunakan lagi.
Bahan Api Nuklear yang hampir tidak berkesudahan
Tidak seperti arang batu, bahan bakar untuk loji pembangkit tidak perlu digali keluar dari bumi. Ia dapat diperoleh dengan pam dari laut, kerana tenaga peleburan termonuklear diperoleh menggunakan hidrogen berat (deuterium), yang diekstrak dari air laut.
Laut menyediakan bahan bakar nuklear yang akan cukup untuk penggunaan tenaga di seluruh dunia selama berbilion tahun. Oleh itu, kita tidak akan dibiarkan tanpa tenaga jika kita belajar menggunakan tenaga peleburan termonuklear,”jelas Søren Bang Korsholm.
Sebagai tambahan kepada hidrogen deuterium berat, para saintis menggunakan hidrogen tritium superheavy di reaktor pelakuran. Ia tidak ada di alam semula jadi, tetapi terbuat dari litium, yang merupakan bahan yang sama digunakan dalam bateri.
Di dalam reaktor, hidrogen berat dan super panas bergabung setelah suhu di dalam reaktor mencapai 200 juta darjah.
“Suhu di reaktor sangat tinggi. Sebagai perbandingan, suhu teras Matahari hanya 15 juta darjah. Dengan cara ini, kita mewujudkan suhu yang jauh lebih tinggi,”katanya.
Reaktor nuklear gergasi Perancis
Søren Bang Korsholm dan banyak rakannya di Universiti Teknikal adalah peserta dalam projek antarabangsa besar ITER, di mana EU, AS, China dan banyak negara lain bekerjasama untuk mewujudkan reaktor pelakuran terbesar di dunia di selatan Perancis. Ia akan menjadi reaktor pertama seumpamanya yang memberikan lebih banyak tenaga daripada yang dimakannya.
“ITER, menurut proyek, akan menghasilkan 500 megawatt, sementara 50 megawatt diperlukan untuk memanaskannya. Ia menghabiskan sedikit lebih daripada 50 megawatt tenaga kerana kita menggunakan sebahagian tenaga untuk penyejukan dan magnet, yang tidak diambil kira dalam kes ini, tetapi ia memberikan lebihan tenaga yang baik dalam reaktor itu sendiri,”jelasnya.
Menurut saintis itu, reaktor akan segera siap beroperasi.
"Pada tahun 2025 reaktor akan siap untuk ujian pertama, setelah itu kami akan meningkatkannya hingga siap sepenuhnya pada tahun 2033," kata Søren Bang Korsholm.
Mempamerkan tenaga masa depan
Tetapi kita tidak boleh berfikir bahawa setelah projek ITER selesai, elektrik, yang berfungsi sebagai peti sejuk kita, akan menjadi tenaga peleburan termonuklear. Reaktor tidak akan menghasilkan elektrik.
“ITER bukan loji janakuasa. Reaktor tidak dibina untuk menghasilkan elektrik, tetapi untuk menunjukkan kemungkinan menggunakan peleburan termonuklear sebagai sumber tenaga,”katanya.
Saintis berharap projek ini mempunyai rakan niaga yang akan memperhatikan kemungkinan tenaga peleburan termonuklear.
Mungkin syarikat tenaga besar dan syarikat minyak akan mula melabur dalam tenaga gabungan apabila mereka melihat potensinya. Dan siapa tahu, mungkin loji pembangkit itu akan muncul dalam waktu terdekat,”kata Søren Bang Korsholm.
Perhentian seterusnya adalah bulan
Sekiranya para saintis berjaya membuat loji tenaga yang cekap berdasarkan peleburan termonuklear, maka banyak idea akan segera muncul mengenai bagaimana ia dapat diperbaiki. Salah satu idea sudah menunjukkan penggunaan jenis bahan bakar yang berbeza, yang, bagaimanapun, tidak begitu banyak di Bumi.
"Helium-3, yang banyak terdapat di Bulan, mempunyai kelebihan bahawa produk peleburan dari plasma kurang bereaksi dengan dinding reaktor, sehingga dinding menjadi kurang radioaktif dan dapat memiliki umur yang lebih lama," kata Soren Bang Korsholm.
Sejauh ini, mengekstraksi bahan bakar di Bulan dan mengirimkannya ke Bumi adalah mahal. Tetapi mungkin tenaga peleburan termonuklear akan sangat cekap sehingga kos ini akan terbayar.
"Sekiranya ada pemikiran tentang pengiriman bahan bakar dari bulan, maka pembangkit tenaga fusi dapat menjadi sangat efisien," saintis menyimpulkan.
Jeppe Kyhne Knudsen, Jonas Petri, Lasse From
