EnergetykaWiadomościWiadomości

Energia termojądrowa priorytetowym kierunkiem rozwoju chińskiej energetyki

Rząd Chin ogłosił, że kontrolowana fuzja jądrowa jest priorytetowym kierunkiem rozwoju dla przyszłej energetyki. Postanowił więc skonsolidować dotychczas rozproszone prace naukowo-badawcze nad stworzeniem reaktora fuzji termojądrowej.

Wiodącym podmiotem w tym procesie wyznaczono China National Nuclear Corporation (chin. 中国核工业集团公司), która wraz z 25 innymi firmami (m.in. China Aerospace Science and Industry Corporation Limited (chin. 中国航天科工集团有限公司) i State Grid Corporation of China (chin. 国家电网公司), instytutami naukowo-badawczymi oraz czterema uniwersytetami w dniu 29.12.2023 podpisała umowę o utworzeniu China New Fusion Energy Co., Ltd.  (chin. 中国聚变能源有限公司).

Celem tej spółki jest prowadzenie prac badawczo-rozwojowych prowadzących do zbudowania tzw. „sztucznego słońca”.

Pierwszy prototyp komercyjnego reaktora termojądrowego ma być zbudowany do 2035 r., a wykorzystanie tej technologii na dużą skalę w celach komercyjnych ma nastąpić nie później niż do 2050 r.

Kontrolowana fuzja jądrowa jest idealnym rozwiązaniem globalnego zapotrzebowania na tanią i “zieloną” energię. Chiny w tym celu muszą rozwinąć wysokiej jakości przemysł energetyczny, wykorzystując zalety swojego centralnego systemu zarządzania, aby skoncentrować zasoby krajowe w tym kluczowym projekcie. Założyciele China New Fusion Energy Co., Ltd.  za najważniejsze problemy do rozwiązania na wstępnym etapie prac uznali kwestie dotyczące:

  • wysokotemperaturowych magnesów nadprzewodzących,
  • materiałów do budowy reaktora termojądrowego i
  • wysokowydajnego magazynowania energii.

Postanowili również o utworzeniu funduszu innowacyjnego, który obok środków państwowych będzie wspierał działania tej nowej firmy.

W Chinach znajdują się obecnie dwa wiodące ośrodki badań i testów syntezy jądrowej:

  • Południowo-zachodni Instytut Fizyki (chin. 西南物理研究院) przy China National Nuclear Corporation;
  • Instytut Fizyki Plazmy Chińskiej Akademii Nauk w Hefei (chin. 中国科学院合肥等离子体物理研究所).

Celem tych dwóch instytutów nie jest wyłącznie prowadzenie badań i rozwoju nowej technologii, ale przede wszystkim przyspieszenie komercjalizacji technologii energii termojądrowej.

Reakcja termojądrowa to zjawisko polegające na złączeniu się (syntezie) dwóch lżejszych jąder atomowych w jedno cięższe. W efekcie syntezy pojawiają się ogromne ilości energii. Reakcja ta zachodzi w bardzo wysokich temperaturach (100 milionów stopni Celsjusza i więcej) – ich wytworzeniu służy właśnie „sztuczne słońce”. W takich temperaturach paliwo jądrowe uzyskuje postać plazmy, która jest bardzo dobrym przewodnikiem prądu. Plazmę zaś można „uwięzić” w silnym polu magnetycznym, wytwarzanym przez specjalne magnesy. W takim polu, naładowane cząstki krążą wokół linii pola. Dodatkowo mogą poruszać się równolegle do linii pola, ale jeśli te linie są zamknięte, to cząstka jest uwięziona. Najbardziej zaawansowanymi urządzeniami wykorzystującymi to zjawisko są tokamaki.

Upraszczając cały zamysł chodzi o to, by rozpalić „sztuczne słońce” (co wymaga ogromnej ilości energii), podgrzać gaz zawierający izotopy wodoru (deuter, tryt), tak, aby przyjął formę plazmy, uwięzić plazmę w polu magnetycznym (co znów wymaga ogromu energii) tak długo, aż nastąpi reakcja łączenia się lekkich jąder, jąder trytu z jądrami deuteru, w wyniku czego powstanie jądro helu, wolny neutron i uwolni się duża ilość energii. Na tyle duża, by jej część podtrzymywała dalej reakcję, a nadwyżka zasiliła sieć energetyczną.

Z tą technologią (opracowana przez naukowców w ZSRR w latach 50. XX wieku wiąże się wiele nadziei, albowiem wykorzystanie syntezy jądrowej w energetyce miałoby wiele zalet:

  • brak emisji CO2 – jedynymi produktami ubocznymi reakcji syntezy jądrowej są niewielkie ilości helu, który jest gazem obojętnym, niewpływającym w żaden sposób na środowisko;
  • duże zasoby paliwa – deuter można ekstrahować z wody, a tryt jest wytwarzany z litu – takiego paliwa wystarczy na wiele milionów lat;
  • efektywność energetyczna – jeden kilogram paliwa termojądrowego może zapewnić taką samą ilość energii jak 10 milionów kilogramów paliwa kopalnego;
  • brak długożyciowych odpadów promieniotwórczych – jedynie komponenty samej elektrowni stają się promieniotwórcze i można je będzie bezpiecznie poddać recyklingowi lub zutylizować w ciągu 100 lat;
  • bezpieczeństwo – niewielkie ilości paliwa zużywanego podczas syntezy jądrowej (masa równa masie znaczka pocztowego) oznacza, że żaden wypadek o charakterze jądrowym na wielką skalę nie jest tu możliwy;
  • niezawodna moc – elektrownie wykorzystujące zjawisko fuzji jądrowej (termojądrowe) powinny zapewniać niezawodne dostawy dużych ilości energii elektrycznej, przy szacowanych kosztach podobnych do pozostałych źródeł energii.”

www.gov.pl/web/polski-atom/

Źródła:

  • https://www.chinanews.com.cn
  • https://baijiahao.baidu.com
  • https://www.163.com

Autor: 梁安基 Andrzej Z. Liang, 上海 Shanghai, 中国 Chiny

e-mail: azliang@chinamail.com

Redakcja: Leszek B. Ślazyk

e-mail: kontakt@chiny24.com

© www.chiny24.com

 

Twierdza Chiny Twierdza Chiny

Andrzej Zawadzki-Liang

Andrzej Zawadzki-Liang (梁安基), prawnik, biznesmen, współpracownik think-tanku Instytut Badań Chin Współczesnych (当代中国研究中心), od 35 lat w Chinach.

Related Articles

Check Also
Close
Back to top button