Termo kodolenerģija: stāvoklis un perspektīvas

Rakstā ir apskatīti iemesli, kāpēc līdz šim kontrolētajai kodolsintēzei nav atrasts rūpniecisks pielietojums.

Kad pagājušā gadsimta piecdesmitajos gados Zeme satricināja spēcīgus sprādzienus kodolsintēzes bumbaslikās, ka pirms mierīgas lietošanas kodolsintēzes enerģija atlicis ļoti maz: viena vai divas desmitgades. Šādam optimismam bija iemesli: pagāja tikai 10 gadi no brīža, kad tika izmantota atombumba, līdz reaktora izveidošanai, kas ģenerēja elektrību.

Bet uzdevums - iegrožot saplūšana izrādījās neparasti sarežģīta. Gadu desmiti pagāja viens pēc otra, un piekļuve neierobežotām enerģijas rezervēm nekad netika iegūta. Šajā laikā cilvēce, sadedzinot fosilos resursus, piesārņoja atmosfēru ar izmešiem un pārkarsēja to ar siltumnīcefekta gāzēm. Černobiļas un Fukušimas-1 katastrofas diskreditēja kodolenerģiju.

Kas mums neļāva apgūt tik daudzsološu un drošu kodolsintēzes procesu, kas uz visiem laikiem varētu novērst problēmu nodrošināt cilvēci ar enerģiju?

Sākotnēji bija skaidrs, ka, lai reakcija notiktu, ūdeņraža kodoli ir jāapkopo tik cieši, lai kodolieroči varētu veidot jauna elementa kodolu - hēliju, atbrīvojot ievērojamu enerģijas daudzumu. Bet ūdeņraža kodolus atgrūž viens no otra ar elektriskiem spēkiem. Temperatūras un spiediena novērtējums, pie kura sākas kontrolēta kodolreakcija, parādīja, ka neviens materiāls nevar pretoties šādai temperatūrai.

To pašu iemeslu dēļ tika noraidīts tīrs deitērijs, ūdeņraža izotops. Tērējot miljardiem dolāru un gadu desmitiem ilgi, zinātnieki beidzot spēja ļoti īsu laiku aizdedzināt kodoldegvielas liesmu. Atliek iemācīties ilgstoši noturēt saplūšanas plazmu. Bija jāpāriet no datormodelēšanas uz reāla reaktora uzbūvi.

Šajā posmā kļuva skaidrs, ka atsevišķas valsts centieniem un resursiem nepietiks izmēģinājuma un izmēģinājuma rūpnīcu celtniecībai un darbībai. Starptautiskās sadarbības ietvaros tika nolemts īstenot vairāk nekā 14 miljardu ASV dolāru vērtu eksperimentālā termoelektrostacijas reaktora projektu.

Bet 1996. gadā Amerikas Savienotās Valstis pārtrauca dalību un attiecīgi projekta finansēšanu. Kādu laiku ieviešana notika uz Kanādas, Japānas un Eiropas rēķina, bet tā nekad nenāca uz reaktora uzbūvi.

Otrs, arī starptautisks, projekts tiek īstenots Francijā. Ilgstoša plazmas norobežošana notiek īpašas magnētiskā lauka formas dēļ - pudeles formā. Šīs metodes pamatu ielika padomju fiziķi. Pirmkārt tipa "Tokamak" uzstādīšana vajadzētu dot vairāk enerģijas izvadei, nekā tiek tērēts plazmas aizdedzināšanai un noturēšanai.

Līdz 2012. gadam reaktora uzstādīšanai vajadzēja būt pabeigtai, taču nav informācijas par veiksmīgu darbību. Iespējams, ka pēdējo gadu ekonomikas satricinājums ir izdarījis korekcijas zinātnieku plānos.

Grūtības panākt kontrolētu saplūšanu izraisīja daudz spekulāciju un nepatiesu ziņojumu par tā saukto Termiskās kodolsintēzes "aukstās" reakcija. Neskatoties uz to, ka fiziskās iespējas vai likumi vēl nav atrasti, daudzi pētnieki apgalvo, ka tā pastāv. Galu galā likmes ir pārāk augstas: sākot ar Nobela prēmijām zinātniekiem un beidzot ar valsts ģeopolitisko kundzību, kura ir apguvusi šādu tehnoloģiju un ieguvusi piekļuvi enerģijas pārpilnībai.

Bet katrs šāds vēstījums ir pārspīlēts vai atklāti nepatiess. Nopietni zinātnieki līdzīgas reakcijas esamību saista ar skepsi.

Termisko kodolreaktoru sintēzes un rūpnieciskās darbības sākšanas reālās iespējas tiek virzītas 21. gadsimta vidū. Pa to laiku būs iespējams izvēlēties nepieciešamos materiālus un noteikt to drošu darbību. Tā kā šādi reaktori darbosies ar ļoti zema blīvuma plazmu, kodolsintēzes jaudas drošība būs daudz augstāks nekā atomelektrostacijas.

Jebkurš pārkāpums reakcijas zonā nekavējoties “dzēsīs” kodoldegvielu. Tomēr nevajadzētu aizmirst par drošības pasākumiem: reaktoru jauda būs tik liela, ka negadījums pat siltuma ieguves ķēdēs var izraisīt gan upurus, gan vides piesārņojumu. Vienīgais, kas atliek, ir mazs: pagaidiet 30–40 gadus un apskatiet enerģijas pārpilnības laikmetu. Ja mēs izdzīvojam, protams.