Na ratunek przyrodzie. Atomowe nadzieje (cz.3)

Rozwój ludzkiej cywilizacji jest nieuchronnym procesem. Zjawisko to, u swojego zarania pozytywne, przyniosło ze sobą szereg zagrożeń dla środowiska naturalnego, których skala i natężenie są obecnie tak wielkie, iż wymuszają działania zaradcze na skalę ogólnoświatową. Kryzys ekologiczny, z jakim mamy dziś do czynienia jest przy tym przejawem poważnego kryzysu wewnętrznego człowieka, który gotów jest poświęcić piękno i zasobność Ziemi oraz egzystencję tysięcy gatunków roślin i zwierząt, a nawet zdrowie innych ludzi – dla zysku materialnego.

 
    
       Nawet krytycy energetyki jądrowej dostrzegają największą zaletę tego paliwa – ogromną wydajność w porównaniu z tradycyjnymi źródłami energii. W reaktorach elektrowni jądrowych zachodzi reakcja rozszczepienia jąder atomu uranu, pierwiastka niezwykle bogatego w energię. Jeden jego gram (wielkości ziarna grochu) wydziela tyle ciepła co 2,5 tony węgla! W ten sposób uran produkuje 3,7 miliona razy więcej energii niż taka sama ilość węgla. Ponadto produkcji energii jądrowej nie towarzyszy – jak w przypadku elektrowni węglowych – wydzielanie tysięcy ton popiołów, tlenków węgla i dwutlenków siarki oraz – nieusuwalnego przez żadne filtry – dwutlenku węgla, odpowiedzialnego w dużej mierze za efekt cieplarniany.

Wciąż nie wiemy co dalej


       Naukowcy wciąż nie są zgodni co do przyszłości światowej energetyki, ale fakty pozostają bezsporne. Ogromne źródła energii drzemią uwięzione w pewnej grupie pierwiastków, a praktycznie nieograniczonym „paliwem” energetycznym jest Słońce. I dobrze, tyle że – jak na razie – nie mamy dobrego sposobu i na pozyskanie energii słonecznej i jądrowej.


Ogniwa słoneczne zajmują duże powierzchnie, są w miarę użyteczne tylko w rejonach o silnym nasłonecznieniu (a co z resztą świata?), no i nie za bardzo potrafimy tę energię magazynować, a bez tego nie ma co liczyć na powszechność jej pozyskiwania. Z kolei stosowana obecnie technika rozszczepienia jąder ciężkich pierwiastków daje co prawda dużo energii, ale stwarza problemy z promieniotwórczością odpadów, a reaktory jądrowe zbyt często ulegają groźnym awariom.


Fuzja przyszłości 

     

       Wielką nadzieją energetyki może stać się natomiast fuzja jądrowa. Polega ona na uwalnianiu energii przez łączenie dwóch lżejszych elementów w pierwiastek cięższy. Podczas tego procesu część ich masy jest zamieniana na energię, z której można łatwo otrzymać prąd elektryczny. Szacuje się, że energia wyprodukowana z 10 g deuteru lub podobnej ilości trytu (obydwa te pierwiastki są ciężkimi izotopami wodoru) wystarczyłaby do zaspokojenia energetycznych potrzeb mieszkańca miasta przez całe jego życie (!), a połączenie ze sobą około kilograma tych izotopów dałoby tyle samo energii, ile spalenie 10 mln ton węgla.


       Jest więc o co zabiegać i inwestować w badania naukowe, zwłaszcza, że z każdych 100 l wody morskiej można uzyskać prawie 2 g deuteru, a tryt daje się wyprodukować z innego lekkiego pierwiastka – litu. Surowce do fuzji jądrowej są więc na wyciągnięcie ręki i – co niezwykle ważne dla środowiska naturalnego – produktem końcowym tej reakcji, oprócz dużej ilości energii, jest nieszkodliwy gaz – hel.


A gdzie haczyk?...

      

       No tak, wszystko to takie piękne, że na pewno gdzieś tkwi haczyk... Niestety, jak na razie, nie tylko haczyk, ale prawdziwe haczysko, ponieważ fuzja jądrowa idealnie wygląda tylko w założeniach teoretycznych i... wnętrzach gwiazd. Na Ziemi proces ten jest niezwykle trudny do przeprowadzenia. Jądra atomowe się odpychają, bo obydwa mają dodatni ładunek elektryczny. Do połączenia może je zmusić jedynie ogromna siła – w temperaturze wielu milionów stopni Celsjusza i ciśnieniu sięgającym setek tysięcy atmosfer. Jak dotychczas, tak ekstremalne warunki udało się ludziom wytworzyć tylko w tokamakach – specjalnych reaktorach fuzji jądrowej.


       Co prawda prace nad tymi urządzeniami są nieprzerwanie prowadzone juz od kilkudziesięciu lat, ale konieczność dostarczenia wielkich ilości energii, aby wytworzyć konieczne do fuzji warunki powoduje, że tokamak pożera na razie więcej energii niż wytwarza. Dość powiedzieć, że za sukces uważa się budowę pierwszego reaktora fuzji jądrowej (ITER), który ma produkować więcej energii niż będzie potrzebował do działania. Zatem ten, nęcący swoją wydajnością i potencjalną nieszkodliwością dla środowiska sposób pozyskiwania energii wciąż pozostaje pieśnią dalekiej przyszłości.


A może prędkie neutrony?

      

       Obecnie skazani jesteśmy w dużej mierze na tę gorszą reakcję jądrową, czyli rozbicie atomu, ale pewnym pocieszeniem jest fakt, że inżynierowie nie „złożyli broni” i pracują nad udoskonalaniem tej metody. Zaawansowane są np. prace nad reaktorem na neutrony prędkie, spalającym paliwo uranowo-plutonowe pochodzące z tradycyjnych elektrowni jądrowych. Ponieważ reaktory prędkie znacznie efektywniej zużywają uran, paliwa jądrowego mogłoby wystarczyć na dużo dłużej niż przy zastosowaniu dotychczas budowanych reaktorów. Urządzenia tego rodzaju powinny się pojawić w ciągu najbliższych 20 – 30 lat, czyli w ostatniej chwili, aby zastąpić tradycyjne elektrownie jądrowe, z których większość musi być do tego czasu stopniowo wygaszana.


Marek Belec, Zielona Liga


Ocena (2.3) Oceń: