Na wykładzie przytoczone zostaną opinie ekspertów na temat przyszłości energetycznej świata wynikającej ze wzrastającego zapotrzebowania na energię i malejących zasobów paliw dotychczas stosowanych do otrzymania różnych postaci energii.

Na tym tle pokazane zostaną wysiłki naukowców i techników zmierzające do wykorzystania na Ziemi energii termojądrowej tj. energii, która odpowiedzialna jest za wysoką temperaturę Słońca i promieniowanie podgrzewające cały układ słoneczny.

Energia termojądrowa wyzwala się podczas reakcji jądrowych polegającej na łączeniu się (fuzji) lekkich jąder atomów takich jak wodór, deuter i tryt w jądra helu. Gwałtowna fuzja termojądrowa od lat wykorzystana jest w wybuchach bomb wodorowych - na szczęście próbnych. Kontrolowana fuzja jądrowa, mimo zapowiedzi, nie została do dzisiaj wykorzystana do ciągłej produkcji energii, chociaż istnieją już urządzenia pozwalające impulsowo wytworzyć energię w kontrolowanej reakcji termojądrowej.

Budowany we współpracy międzynarodowej w Cadarache we Francji reaktor termojądrowy ITER ( po łacinie - droga) ma być istotnym krokiem do uzyskiwania energii z reakcji termojądrowej. Koszt budowy reaktora ITER wyniesie ponad 10 mld EUR.

W wyniku fuzji jądra deuteru z jądrem trytu w temperaturze około 200 mln °C ( 10 razy wyższej od temperatury wnętrza Słońca!) powstaje jedno jądro helu (cząstka alfa) i wysokoenergetyczny neutron.

Zasady budowy tego reaktora termojądrowego, trudności technologiczne związane z jego budową i oczekiwania na pozyskanie energii będą omówione na wykładzie. Obecnie grupa państw godzi się na ponoszenie olbrzymich kosztów związanych z wykorzystaniem w niedalekiej przyszłości reaktorów termojądrowych ale jeśli budowa reaktora ITER powiedzie się to ludzkość otrzyma praktycznie niewyczerpalne źródło czystej energii.

Reakcje termojądrowe są ponad 4 miliony razy bardziej wydajne niż reakcje chemiczne odpowiedzialne za spalanie takich paliw jak węgiel, ropa naftowa czy gaz. Jeśli ciepłownia węglowa o mocy 1 000 MW spala rocznie około 2,7 miliona ton węgla to ciepłownia termojądrowa, której uruchomienie spodziewane jest w połowie XXI wieku przy tej samej mocy zużywać będzie tylko 250 kg deuteru i trytu razem wziętych!

Jestem przekonany, że już za życia obecnych gimnazjalistów ludzkość będzie eksploatować energie termojądrową.

Serdecznie zapraszam na wykład.

Opracowanie:

prof. dr hab. Wojciech Nawrocik
Wydział Fizyki UAM