Reporterka Magazina u istraživačkom centru Cadarache. Ovdje se gradi najkompleksniji stroj u povijesti civilizacije
Oslobađanje energije
Nas 50-tak novinara iz cijeloga svijeta protekloga smo se ponedjeljka iz grada Aix-en-Provencea uputili prema 40-tak kilometara udaljenom francuskom nuklearnom istraživačkom centru Cadarache, gdje se gradi ITER (međunarodni termonuklearni eksperimentalni reaktor), najkompleksniji stroj u povijesti naše civilizacije. Prema sadašnjim procjenama, vrijedan oko 13 milijardi eura, ITER je najveći međunarodni znanstveni projekt današnjice na kojem zajednički surađuju EU, Kina, Japan, Južna Koreja, Indija, Rusija i SAD. Te politički često suprotstavljene zemlje ujedinjene su u zajedničkoj namjeri da na Zemlji stvore “mini Sunce”, odnosno da proizvodnjom energije pomoću fuzije riješe energetske probleme našeg planeta.
– Cadarache ima status nuklearnog centra i nije otvoren za javnost. Zabranjeno je fotografiranje, no kako ste vi novinari, omogućit ćemo vam danas snimanje, izuzev onih mjesta koja su sigurnosno važna – upozoravaju nas na ulazu u glavnu zgradu ITER-a, novo i moderno zdanje s odličnom kantinom. No, ideja dobivanja energije pomoću fuzije, koja je izvor energije na Suncu i ostalim zvijezdama, mnogo je starija od glavne zgrade ITER-a.
Datira iz vremena Hladnog rata, kada su fizičari došli na ideju da oponašaju tu svemirsku energetiku. Naime, tijekom reakcije fuzije, što je proces spajanja jezgri lakih atomskih elemenata, oslobađa se golema količina energije. Primjerice, pri fuziji svega pet grama materijala dobije se energije koliko i izgaranjem 60 tona vrlo kvalitetna ugljena. – Fuzija je siguran izvor energije na neograničenoj skali – rekao je glasnogovornik ITER-a Robert Arnoux. Za razliku od fisije, odnosno cijepanja atomskih jezgri, što je temelj nuklearki, ali i atomskih bombi, kod fuzije nema opasnosti od nekontrolirane reakcije. Drugim riječima, nije moguć scenarij kao u Černobilu. – Kod energije dobivene fuzijom, nema dugoživućeg radioaktivnog otpada, a nema ni emisije ugljičnog dioksida – naglasio je Arnoux.
Fuzijska je reakcija naizgled jednostavna: primjerice, vodikovi izotopi deuterij i tricij se spajaju, a pritom nastaju helij i neutron. Kako bi se to dogodilo, gorivo mora biti u stanju plazme, tj. mora se ugrijati na više od 150 milijuna Celzijevih stupnjeva. Nadalje, kako bi došlo do spajanja jezgri, plazma dovoljne gustoće mora se držati dovoljno dugo bez dodira sa stijenkama posude u kojoj se nalazi. To se postiže pomoću jakih magnetskih polja u tzv. magnetskima bocama ili tokamacima koje su osmislili ruski fizičari Andrej Saharov i Igor Tamm na osnovi ideje Olega Lavrentijeva. Andrej Saharov, tvorac ruske termonuklearne bombe, ali i dobitnik Nobelove nagrade za mir 1975. godine, krajem 1950-ih predviđao je da će fuzijski reaktor zasnovan na njegovom nacrtu proizvoditi energiju za svega 10 ili 15 godina. Slično su predviđali i drugi fizičari.
Snovi znanstvenika
Mnogi od snova o kojima su znanstvenici maštali u to doba u međuvremenu su ostvareni. Tako je sovjetski kozmonaut Jurij Gagarin 1961. godine postao prvi čovjek u svemiru, Neil Armstrong 1969. godine na Mjesecu je napravio “mali korak za čovjeka, a veliki za čovječanstvo”, a 2000. godine Craig Venter i Francis Collins u društvu Billa Clintona predstavili su mapu ljudskog genoma. Zatim je 2008. godine pokrenut Veliki hadronski sudarač (LHC) koji je fizičarima u CERN-u omogućio da 2012. godine otkriju Higgsov bozon, popularnu Božju česticu. No, fuzija je i dalje ostala neostvareni san jer znanstvenici dosad još nisu uspjeli postići najvažnije: proizvesti više energije nego što je uloženo u proces.
– Još od 1970-ih fizičari stalno ponavljaju: “Fuzija će biti komercijalni izvor energije za 50 godina”. Ja sam za fuziju prvi put čuo 1976. godine, kada sam imao 14 godina. Tada je počeo moj san o fuziji – rekao nam je dr. Mark Henderson, voditelj jednog od sektora na ITER-u. Sin američkog vojnog časnika koji se do svoje punoljetnosti selio 18 puta, Mark Henderson istaknuo je kako su lajtmotiv njegova odrastanja bili obećanje predsjednika Johna F. Kennedyja iz 1961. godine da će se Amerikanci do kraja desetljeća spustiti na Mjesec, te glasoviti govor Martina Luthera Kinga iz 1963. godine “I have a dream” protiv rasne diskriminacije. – Kennedyjevoobećanje ostvareno je 1969. godine, kada se Apollo 11 spustio na Mjesec, a 2008. godine Barack Obama postao je prvi Afroamerikanac na čelu SAD-a. Možete voljeti ili ne voljeti Obamu, ali taj događaj me uvjerio da snovi mogu postati realnost – naglasio je Henderson. Opisujući sebe kao strastvenog i radoznalog znanstvenika, Henderson je istaknuo kako u ITER-u vidi put za ostvarenje svoga sna o fuziji kao izvoru energije koji će čovječanstvu pomoći da se liši ovisnosti o fosilnim gorivima.
No, ITER, zamišljen kao eksperimentalni stroj koji neće proizvoditi električnu energiju za mrežu, tek je korak prema komercijalnom korištenju fuzije. Iako se rokovi u Cadaracheu stalno pomiču, ITER bi mogao biti dovršen do 2022. godine, kada bi i počeli prvi eksperimenti. Do 2035. godine trebala bi biti gotova i gradnja demonstracijskog reaktora DEMO, snage tri gigavata, koji će proizvoditi električnu energiju. Krajnji je cilj da do 2050. godine pomoću fuzije počne i komercijalna proizvodnja energije.
Japanac na čelu
Projekt ITER (na latinskom iter znači put) rođen je 1985. godine, kada su se u Ženevi sastali sovjetski predsjednik Mihail Gorbačov i američki predsjednik Ronald Reagan. Tadašnji lideri Istočnog i Zapadnog bloka sklopili su sporazum o gradnji zajedničkog fuzijskog reaktora, čija će gradnja pomoći i ostvarenju ideje mira u svijetu. Sporazum su podržali i britanska premijerka Margaret Thatcher, francuski predsjednik François Mitterrand, te tadašnji japanski premijer, a kao jedna od mogućih lokacija spominjala se nesvrstana Jugoslavija. Kasnije su kao dva glavna konkurenta ostali francuski nuklearni centar Cadarache i japanski Rokkashomura. Kada su 2005. godine konačno bili dovršeni nacrti za gradnju reaktora, odlučeno je da on bude smješten u Cadarachu, a da generalni direktor ITER-a bude JapanacKaneme Ikeda. Kako je Ikeda bio tadašnji japanski veleposlanik u Hrvatskoj, u prosincu 2005. godine intervjuirala sam ga za Jutarnji list.
Divovski kranovi
ITER se nalazi na ukupno 160 hektara površine, na kojima uz znanstvene zgrade dominira golemo gradilište veličine 60 nogometnih igrališta. Na gradilište dolazimo odjeveni u zaštitne kute i s neizostavnim kacigama na glavi. Oko nas su divovski kranovi, stotine betonskih blokova, kilometri žica, kamioni, užurbani radnici… Središnji dio ITER-a činit će tokamak zasnovan na nacrtima koje su 1950-ih godina napravili Saharov i Tamm, a čiji je model izložen u lobiju glavne zgrade. U svijetu danas ima više desetaka tokamaka, od kojih se Tore Supra Tokamak (CEA) u Cadaracheu od 1988. godine koristi za znanstvena istraživanja. No, ITER tokamak bit će najveći na svijetu. U usporedbi s njim, kažu nam na gradilištu, space shuttle, nuklearna podmornica ili nosač aviona čine se relativno jednostavnim objektima.
– Inženjerstvo je najkompleksniji dio projekta. Naime, ITER će raditi na temperaturi između 100 i 200 milijuna stupnjeva Celzija, što je deset puta više nego u središtu Sunca – rekao je dr. Mario Merola, voditelj Odjela za međunarodne komponente. Kako će ITER u konačnici izgledati, mogli smo vidjeti u sobi za virtualnu stvarnost, gdje smo zahvaljujući specijalnim naočalama ušli u tokamak. – ITER tokamak bit će visok 28 metara i promjera 29 metara, što je otprilike veličina Jefferson Memoriala u Washingtonu. Bit će težak 23.000 tona, dakle dvostruko više od Eiffelova tornja u Parizu – pojasnio je Merola. Zatim je opisao i glavne izazove s kojima se susreću inženjeri: od stvaranja jakih magneta, zadržavanja plazme dovoljne gustoće, do potrebe za visokim vakuumom i ekstremno niskim temperaturama, baš kao i daljinskim upravljanjem cijelim sustavom. – Kada bude završen, ITER će sadržavati 10 milijuna različitih komponenti. Svakako je golemi izazov postaviti i uskladiti te komponente, koje se rade u nizu zemalja s različitim stupnjem tehnologije. Sve to čini ITER najvažnijim znanstvenim pothvatom za miroljubive svrhe u 21. stoljeću – naglasio je Merola.
Vlastita valuta
U procijenjenih 13 milijardi troškova projekta, EU sudjeluje s 45 posto, a svaka od ostalih šest članica ITER-a snosi devet posto troškova. Kako bi se mogle balansirati razlike u tečajima, ITER ima i vlastitu valutu IUA (Iter Unit of Account). Nadalje, kako bi mogla koordinirati sudjelovanje svoga gospodarstva u gradnji ITER-a, svaka od članica osnovala je agenciju. Tako je EU osnovao agenciju Fusion for Energy (F4E) koja je od 2008. godine sklopila 400 ugovora s 250 kompanija u europskim zemljama. No, agencija računa na barem 1000 tehnološki naprednih europskih tvrtki. – Prije otprilike godinu dana imali smo vrlo uspješan radni sastanak u Zagrebu. Hrvatske kompanije tada su pokazale svoj interes kako bi se uključile u projekt. ITER nudi mogućnost sklapanja ugovora koji su najpogodniji za kreativne i tehnološki napredne tvrtke male i srednje veličine. Hrvatske tvrtke to, također, vide kao mogućnost, a mi ćemo biti sretni ako se i one uključe u projekt – rekao mi jeAris Apollonatos iz agencije Fusion for Energy.
Što će raditi Hrvati?
Dok čekamo da se i hrvatske tvrtke uključe u gradnju ITER-a, naši znanstvenici ne gube vrijeme. – Hrvatska se fokusirala na dva područja fuzijskih istraživanja: matematičko modeliranje fuzijskog reaktora, što vode kolege u splitskom FESB-u, te razvoj naprednih materijala za fuziju, što vode IRB i Institut za Fiziku u Zagrebu – rekao je dr. Tonči Tadić s Instituta Ruđer Bošković (IRB) u Zagrebu i koordinator Hrvatske fuzijske istraživačke jedinice (CRU). – Na IRB-u se gradi DiFU komora za ispitivanje fuzijskih materijala, posebno čelika, pomoću istodobnog ozračavanja s dva snopa iona. Gradnju DiFU financira EUROfusion sa 220.000 eura, a bit će to četvrta takva komora u EU, uz one u Saclayu, Rosendorfu i Manchesteru. Već drugu godinu u IRB-u provodimo ispitivanja oštećenja površine materijala izloženih plazmi u fuzijskim uvjetima – pojasnio je Tadić.
Rast troškova
Dok je s jedne strane ITER fascinantan primjer međunarodne znanstveno- tehnološke suradnje u mirnodopske svrhe, u realnosti je mnogo problema. Neučinkovita administracija, slab menadžment i neprihvatljivo spor napredak na projektu, zbog čega su troškovi gradnje ITER-a s pet milijardi eura, koliko je bilo planirano 2005. godine, skočili na 13 milijardi eura, samo su neke od kritika navedenih u izvještaju ITER-ova Savjeta (nadgleda rad projekta) koji je prošle godine procurio u američki magazin New Yorker. Očekivano, u vodstvu ITER-a došlo je do smjene pa je tako u ožujku ove godine novim glavnim direktorom imenovan dr. Bernard Bigot. Bivši direktor francuske Agencije za atomsku energiju (CEA) koja zapošljava 16.000 ljudi, Bernard Bigot uvjeren je da može uspješno voditi projekt ITER.
– Prihvatio sam angažman iz dva razloga. Prvo, uvijek sam bio zaokupljen energetskim problemima. Energija je ključ društvenog i gospodarskog razvoja čovječanstva. Danas 80 posto energije dolazi od fosilnih goriva, a svi znamo da oni neće trajati vječno. S fuzijskom energijom imamo potencijalni izvor za milijune godina. Stoga je korištenje fuzije prilika koju ne smijemo propustiti – zaključio je Bernard Bigot.
wpDiscuz