Neverovatno – naučnici ovladali "svetim gralom fizike": Da li je ovo kraj energetskom problemu?

 

Naučnici su postigli značajan korak napred prema ovladavanju fuzijom, koju mnogi nazivaju "svetim gralom fizike".

 

IZVOR: B92 SREDA, 9.02.2022. | 13:30 Foto: ktsdesign/ Shutterstock

 

Fuzijski naučnici, okupljeni u jednom od najvećih istraživačkih konzorcijuma – Jurofjužn (EUROfusion), oborili su novi rekord oslobađanjem trajne fuzijske energije od neverovatnih 59 megadžula. Ovo postignuće na JET-u u Velikoj Britaniji, najvećem i najmoćnijem operativnom tokamaku na svetu, demonstracija je punog potencijala fuzije u isporuci sigurne, održive i niskougljenične energije. Rekord je ostvario tim od čak 4800 istraživača, stručnjaka, studenata i učesnika iz cele Evrope u sklopu konzorcijuma Evrofuzija, koji finansira Evropska komisija, a čiji su neizostavni deo eksperimentalni fizičari s Instituta Ruđer Bošković (IRB).

Fuzija je proces spajanja jezgara lakih atomskih elemenata pri čemu se oslobađa velika količina energije. Na primer, za generisanje rekordnih 59 megadžula energije bilo je potrebno samo 0,17 miligrama mešavine fuzijskog goriva (oko 0,1 mg tricijuma i 0,07 mg deuterijuma). Poređenja radi, fosilna goriva bi zahtevala 10 miliona puta više goriva za proizvodnju iste količine energije (1,06 kg prirodnog gasa ili 3,9 kg lignita).

Ključni izvor energije

U procesu realizacije fuzije kao izvora energije, ključni korak je naučiti kako stvoriti i kontrolisati visokoenergetske plazme. Za to naučnicima služe i eksperimenti koji se sprovode na uređajima poput JET (Joint European Torus), najvećeg operativnog tokamaka u britanskom centru Kalamu u kome se eksperimenti sprovode od 1984. godine. Reč je o uređaju na kom se postižu temperature i do 10 puta veće od onih u središtu Sunca. Ovaj uređaj je ključna stanica za početak rada Međunarodnog termonuklearnog eksperimentalnog reaktora (ITER) koji se gradi u francuskom nuklearnom centru u Provansi.

Oko 22 milijarde evra vredni ITER je najveći međunarodni naučni projekat današnjice na kome zajednički sarađuju EU, Kina, Japan, Južna Koreja, Indija, Rusija i SAD. Te politički često suprotstavljene zemlje ujedinjene su u zajedničkoj nameri da na Zemlji stvore "mini Sunce", odnosno da proizvodnjom energije pomoću fuzije reše energetske probleme naše planete. Gradnja ITER-a je počela 2006. godine, a završetak se očekuje oko 2025. godine.

JET može postići uslove slične onima u ITER-u i budućim fuzijskim elektranama, te je jedini operativni tokamak na svetu koji može koristiti istu mešavinu goriva deuterij-tricij (D-T) koji je planiran za te uređaje.

 

***

Komentar

***

 

Čak i u julu 2020. kad je započela izgradnja „mini-Sunce“ u Francuskoj  to je bila skrajnu vest. Veoma mali broj ljudi na Zemlji ima svest o energetsko/ekološkim problemima planete. A  pomenuti rekord, da se u tokamaku postižu temperature  10 puta veće nego u središtu Sunca,  je za najveću većinu stanovnika Zemlje nešto poput vesti iz treće lige nekog sporta (fudbala,...,tenisa). To je minorno prema rekodima sportista iz „prve“ lige! Kroz istoriju se odnos prema „znanju“ menjao. Moć „otvorenih društava“ najbolje pokazuje to da je „nova nauka“(Njutn, Prišli, Darvin)  - podstakla: industrisku revoluciju, elektronsku  revoluciju i & nastala u liberalnoj VB a ne u Osmanskom carstvu, Vizantiji, Rusiji, Kini, Indiji...Na Zemlji koristmo "proizvode" naučne-tehnike  koje je stvorilo 1%  ljudi. U „zatvorenim društvima“ to izgleda ovako – slučaj Nikola Ivanović  Lobačevski  (1792 -1856).  Ljudi su zavarani činjenicom da je Lobačevski od cara Nikole I dobio brilijatni prsten, te da je postavljen za savetnika u ministarstvu, jer ta priznanja je dobio za svoj uspešan birokratski rad (bio je rektor  u 6 mandata Univerziteta u Kazanju). O tome da je on  „Kopernik geometrije“ (kako je kazao Sivester) nisu imali pojima iako je rad objavljen na ruskom jeziku; nova znanja su u Rusiji tretirana kao u Vizantiji kao „opasne stvari“; nije ništa o tome znala ni njihova akademska zajednica - o tome svedoče radovi  čak  i 50 g posle "objavljivana". Zahvaljujući Gausu, savremenici  su čuli o Lobačevskom, J.Boljariju („О началах геометрии" časopis  Казанскии-Вeстник 1829-1830). Gaus je inicirao da se rad objavi  na nemačkom (francuskom, engleskom, italijanskom), primio Lobačevskog  u učeno društvo u Getingenu. Uzgred slučajnost koja je bitno uticala na život Lobačevskog - 1805. otvoren je Univerzitet u Kazanju, gde su predavanja iz matematike, astronomije, fizike, držali profesori  iz Gausovog  - Getingena  - M. Bartels, F. R. Renner, F. Ks. Bronner, J. J. Littrow - pa je Lobačevski  dobio skup znanja (među njima i - važne matematičke probleme -  koji  čekaju da budu rešeni) kao da je studirao u Getingenu.

*

Ovaj rekord, da se u tokamaku postižu temperature  10 puta veće nego u središtu Sunca ljude je ostvila ravnodušnim. U 20/21 veku je postrado minimum  znanje opšte kulture - pobedio je hedonizam . To da  živeti znači stalno rešavati problem se danas „zaturilo“. U Srbiji, nismo otišli dalje od Teslinih vremena. On je u SAD 1885. napravio firmu „Tesla Electric Light and Manufacturing Company “ pokušavao je kao i Edison i & da pravi lučne sijalice. A kako  su se i zašto rađale nove teorije?  Kada stare teorije, počnu da “otkazuju” kreiraju se nove - Plank je u pokušaju da reši problem zračenja crnog tela (trebalo je da kreira sijalice sa maksimalnom količinom svetla uz minimalni utrošak energije) uvideo da klasična teorija elektromagnetizma otkazuje, nije u stanju da reši problem. Problem je 1859. postavio Kirhof „kako intenzitet elektromagnetnog zračenja koje emituje crno telo zavisi od frekvencije zračenja tj. boje svetla i temperature tela?” Kako je Vinov zakon “otkazivao” (tačno predviđao ponašanje na visokim frekvencijama, ali nije važio na niskim frekvencijama)  Plank se kao "očajnik" uhvatio za - ideje koje su mu bile principski strane - Bolcmana (novo statističko tumačenje drugog zakona termodinamike). Pa se krajem 1900. pojavila njegova "kvantna hipoteza" o tome da se elektromagnetna energija može emitovati samo u kvantizovanoj formi tj.  "energija može biti samo umnožak elementarne jedinice". Kvantna fizika se ubrzano razvijala,...,engleski fizičar Džejms Čedvik je otkrićem neutrona 1932.  pripremio teren za otkriće fisije urana 235 i za stvaranje atomske bombe, kao i za proces fuzije. Naravno nije moguće predvideti rast znanja kao ni anticipirati posledice novih slučajnih otkrića. Mađar Leo Silard bežeći od Hortija i Hitlera, đak Ajnštajna, fon Lauea, stiže 1933. u London; tu sluša predavanje lorda Radeforda (tvorca atomske fizike) da "oslobađanje energije atoma nikada neće biti ostvareno".  "Nikada"?  Na raskrsnici sa semaforima rađa se ideja - lančane reakcije - bombardujmo atom neutronima... staze ka "mini Suncu"!

*

„Etar“ je mit poput „flogistona“ i tsl.  Antički Grci su smatrali da smrtni ljudi udišu vazduh, a Bogovi udišu "etar" - spoljašnje nebeske sfere su ispunjene "nepropadljivim" etrom i u njemu se kreću planete i zvezde. Kasnije se smatralo da je to jedina stvar koja se ne kreće - pokušavali su da ga detektuju. Zravorazumski  gledano...ako bacite kamen u vodu pojavljuju se talsi (njih nema bez vode); po analogiji sa mehaničkim talasima (zvučnim i tsl) za čije je kretanje neophodan medijum istraživači su i za eketromagnetne talase zamišljali medijum (etar, koji doduše ne vidimo i ne osećamo a koji prenosi  te talase). I Tesla bio zarobljenik tog mita (ali bili su i mnogi naučnici, na primer, Lorenc). Tesla je poput Leonarda Davinčija imao „grandiozne“ ideje ali je kao izumitelj propustio da realizuje ono što je bilo moguće, na primer, „vakum“. Pošto je - provodljivost  vakuma - manja od bilo kog drugog materijala, vakum je pogodan za toplotnu  izolaciju....  upotreba vakuma je od posebnog značaja za istraživanja u biologiji, hemiji, atomskoj fizici za rad akceleratora čestica u fizici visokih energija elemntarnih čestica, tehnologiji simulacije svemira. Takođe vakum je idealan da se koristi tamo gde je potreban „čist“ prostor, bez gasova i zagađivača – kod sijalica, katodnih i mikrotalasnih cevi, vakum kafe, termosa, elektronskih i  jonskih mikroskopa i tsl.  Vakum se stvara uklanjanjem različitih gasova iz zapremine koja se tretira. Ovo se postiže različitim vrstama vakum pumpi – pumpanjem ili zaroblajvanjem ili vezivanjem fizičkim ili hemislim silama. Bez vakuma ni ovo mini sunce ne bi bilo moguće.

Zoran Stokić

10.02.2022.