W radzieckiej prasie ukazał się niedawno artykuł o intrygującym tytule: Energia słonecznego „bublika". Bublik to smaczny rosyjski obwarzanek o średnicy około 15 cm. Możecie go, będąc w Moskwie, kupić za 6 kopiejek w specjalnym sklepie na ulicy Arbat. Ale „bublik" o którym była mowa w artykule różnił się od tego z Arbatu. Jego średnica wynosi bowiem 4,8 metra, objętość — około 25 metrów sześciennych, a temperatura wnętrza osiągnie już wkrótce ponad 100 milionów stopni Celsjusza!
Ten tajemniczy obwarzanek nosi kryptonim T-15 i jest niczym innym tylko będącym obecnie w końcowej fazie budowy najnowszym radzieckim urządzeniem z serii „tokamak" przeznaczonym do badań kontrolowanej syntezy termojądrowej. Właśnie takie urządzenia, zdaniem większości uczonych, staną się prototypem reaktorów przyszłych elektrowni termojądrowych, mających zapewnić dostatek energii naszym dzieciom, wnukom i wielu prapraprapra... prawnukom.
CO TO JEST "TOKAMAK"?
Widzieliście być może w telewizji zdjęcia filmowe z wybuchu amerykańskiej bomby termojądrowej na atolu Bikini; zdjęcia te pokazują jedyny, niestety, jak na razie sposób wykorzystania energii wydzielającej się przy syntezie jąder atomów. Ta prosta na pozór idea napotyka bowiem na olbrzymie trudności przy wszystkich próbach wykorzystania jej dla celów pokojowych, czyli przeprowadzania reakcji syntezy w sposób powolny, kontrolowany. Jest to do tej pory niezwykle twardy orzech do zgryzienia dla techniki. Skąd te trudności? Otóż, aby mogło dojść do reakcji syntezy jąder pierwiastków lekkich niezbędne są nie mniej, nie więcej tylko warunki takie, jakie panują we wnętrzu gwiazd: temperatura 100 milionów stopni Celsjusza, odpowiednie ciśniene i odpowiednio długi, rzędu co najmniej sekund, czas utrzymywania plazmy w tych warunkach.
W jakim „naczyniu" można utrzymać tak gorącą plazmę? Naczyniem takim jest „tokamak" (skrót od nazwy rosyjskiej toroidalnaja kamieras magnitnymi katuszkami) czyli wspomniany już na początku pusty „obwarzanek" z nierdzewnej stali, w którym plazma utrzymana jest z dala od ścianek za pomocą silnego pola magnetycznego.
Cały szereg „tokamaków" został już wypróbowany w moskiewskim Instytucie Energii Atomowej im. Kurczatowa. Obecnie trwają końcowe prace przy największym z dotychczasowych, oznaczonych właśnie kryptonimem T-15. Koszt takiego przyrządu wynosi prawie pół miliarda dolarów! O technicznej skali problemu niech zaświadczy choćby taka informacja: aby można było uzyskać bardzo silne pole magnetyczne uzwojenia otaczających „obwarzanek" magnesów utrzymywane są w stanie nadprzewodnictwa czyli stale ochładzane do temperatury niższej niż 18 stopni Kalvina! Radziecka
Ogólny widok i przekrój tokamaka T-15. Przekrój „obwarzanka" czyli komory roboczej, w której znajdować się będzie plazma, oznacza biały kwadracik.
technika potrafi jednak już od dawna pomyślnie rozwiązywać takie problemy.
CYKL PRZERYWANY
T-15 powinien zostać oddany do użytku w 1988 roku. Zdaniem naukowców badania przeprowadzone dzięki tej instalacji pozwolą znacznie przybliżyć się do skonstruowania przemysłowych reaktorów termojądrowych. Akademik Borys Kadomcew, dyrektor oddziału w Instytucie Energii Atomowej im. Kurczatowa. twierdzi, iż: — Eksperymentalne reaktory termojądrowe zostaną już najprawdopodobniej zbudowane przed końcem naszego wieku. Będą pracować w reżimie przerywanym. Po rozgrzaniu plazmy w ciągu 10—15 sekund i po wyłączeniu zewnętrznego źródła energii, plazma będzie płonąc przez 5—10 minut (tzn. zachodzić będzie w niej reakcja syntezy jąder). Potem nastąpi półminutowa przerwa. Cykl ten będzie się wielokrotnie powtarzał. Jeśli to oczywiście reżim dosyć uciążliwy, ale póki co urzeczywistnienie stałego, nieprzerwanego palenia się plazmy jest zbyt trudne od strony technicznej. I z tym przyjdzie się póki co pogodzić. Jeśli natomiast chodzi o elektrownie przemysłowe, to one najprawdopodobniej pojawią się przed rokiem 2015.
CZY POWSTANIE INTOR?
Termin ten można by oczywiście znacznie przybliżyć gdyby udało się doprowadzić do efektywnej współpracy międzynarodowej. Dlatego właśnie w 1978 roku Związek Radziecki zaproponował Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej, aby połączyć wysiłki krajów wysoko rozwiniętych i wspólnie zaprojektować a w dalszym etapie również zbudować duży doświadczalny reaktor termojądrowy, mający być ostatnim krokiem przed reaktorem przemysłowym. Propozycję przyjęto. Od 1979 roku międzynarodowa grupa robocza specjalistów ZSRR, USA, Japonii i Euoratomu (organizacji krajów zachodnioeuropejskich) zbiera się trzy, cztery razy w roku w Wiedniu, aby kontynuować wstępne prace nad projektem INTOR czyli projektem budowy międzynarodowego „tokamaka”. Wykonano już projekt wstępny takiego urządzenia. Ale też i nic więcej...
Ci z Czytelników „Bajtka”, którzy bardziej interesują się polityką pamiętają być może, że zarówno w czasie wizyty we Francji, jak i podczas spotkania na szczycie w Genewie Michaił Gorbaczow poruszał problem podjęcia międzynarodowym wysiłkiem wspólnego programu kontrolowanej syntezy termojądrowej. Znalazło się również wyraz w przyjętym w Genewie komunikacie końcowym, w którym obaj przywódcy supermocarstw opowiedzieli się za „wszechstronnym praktycznym rozwojem międzynarodowej współpracy w dziedzinie urzeczywistnienia tego w istocie niewyczerpalnego źródła energii dla dobra całej ludzkości”. Ale póki co administracja Ronalda Reagana chce zapanować nad światem tworząc system „wojen gwiezdnych”...
GRAMY ZAMIAST TON
Czy mimo,wszystko powstanie międzynarodowy reaktor termojądrowy? „Byłaby to rzecz wspaniała z każdego punktu widzenia — mówi szef radzieckiego programu kontrolowanej syntezy termojądrowej, wiceprezes Akademii Nauk ZSRR, akadmik Jewgienij Wielichow. — Jeśli zaś z tego zrezygnujemy zaprzepaścimy jedyną w naszym stuleciu możliwość międzynarodowej współpracy naukowo-technicznej na taką skalę”.
Ostateczne opanowanie przez człowieka umiejętności sterowania syntezą termojądrową będzie — niezależnie od kraju, który dokona tego jako pierwszy — służyło całej ludzkości. Logicznym jest więc, aby i wysiłkiem całej ludzkości, a przynajmniej przy udziale tych krajów, które posiadają niezbędne środki i zaplecze naukowo-techniczne był ten problem rozwiązany. Radzieckie propozycje szerokiej współpracy w tym zakresie są cały czas aktualne.
A gra jest warta świeczki: oblicza, że dla zapewnienia rocznej pracy elektrowni o mocy 1 MW potrzeba 7S0 ton węgla lub 400 ton ropy naftowej, lub 250 gram uranu — 235. Wszystkie te rodzaje paliwa z zapasem zastąpić mają jednak 34 gramy deuteru czyli ciężkiego izotopu wodoru.