Gospodari fuzije: Dramatična promena života koji poznajemo

Naizgled, ništa novo. Cinik bi mogao reći da je primena nuklearne fuzije počela još kada je na atolu Enivetak, koji je deo Maršalskih ostrva, u Tihom okeanu, izvršena nuklearna proba sa kodnim imenom Ivy Mike. Ovaj atol, nekada davno nemačka kolonija, potom deo imperijalnog Japana, američka vojska je osvojila 1944. nakon petodnevne bitke, da bi na njemu tokom Hladnog rata bilo izvršeno čak 48 nuklearnih proba.

U okviru probe koja je izvedena 1. novembra 1952. godine, na atol je bačena i prva atomska bomba koja je potpuno dezintegrisala osrtvce Elugelab, a čija energija nije oslobođena u procesu fisije, nego je bila zasnovana na nešto drugačijem fenomenu – na procesu nazvanom fuzija. Sovjeti su brzo sustigli Amerikance i na ovom terenu i počela je era razornih termonuklearnih, fuzionih bombi, koje su čak 1000 puta jače od onih, fisionih, kakve su bačene na Hirošimu i Nagasaki.

Međutim, za razliku od fisije, gde je razvoj nuklearnih oružja tekao uporedo sa razvojem mirnodopskih nuklearnih reaktora koji mogu da proizvode električnu energiju (i mogu zaista mnogo da je proizvedu), fuzija osim za najrazornija oružja koja je čovek napravio do sada nije koriščena ni za šta produktivno i korisno za svakodnevni život ljudi. Zapravo, bilo je potrebno punih sedamdeset godina da to postane moguće.

Ovih dana, mediji širom sveta izveštavaju o istorijskom eksperimentu sa fuzijom čiji je fascinantan rezultat 5. decembra objavilo američko Ministarstvo energije (DOE). Naime, u postrojenju nacionalne laboratorije Lorens Livermor, u Kaliforniji, američki istraživači su uspeli da postignu kontrolisanu fuziju tokom koje su, prvi put u istoriji, proizveli više energije nego što je uloženo u pokretanje reakcije. Ovo prelomno dostignuće najavljuje novu epohu u mogućim primenama fuzije, a to bi zaista moglo – onako kako se to desilo u prvoj indsutrijskoj revoluciju ili tokom ove današnje, digitalne – da dramatično promeni život koji poznajemo.

Smeštena oko 70 kilometara istočno od San Franciska, ova nekada tajna i strogo zatvorena laboratorija uspela je u poduhvatu kome se fizičari nadaju još otkako je 1927. godine australijski fizičar Markus Olifant, kao student koji je u Kembridžu radio na opremi uglednog Ernesta Raderforda, otkrio da dva jezgra vodonika fuzijom postaju helijum i da se pritom oslobađa zavidna energija. Radovi Hansa Betea i niza astrofizičara pokazali su da se u takvom procesu unutar zvezda “stvara” njihova energija. Snovi o kontroli energije zvezda, sa njenim oslobađanjem u termonuklearnim oružjima pretvorili su se u košmar, ali naučnici nikad nisu prestali da pokušavaju da zauzdaju fuziju i postanu njeni gospodari.

Kontrola nad energijom koja se dobija fuzijom predstavlja dostignuće koje bi jednog dana moglo da omogući čovekovu kontrolu nad jednim nepresušnim izvorom energije, zbog čega bi klimatske promene, sagorevanje fosilnih gorina, pa i fisioni rekatori otišli u istoriju. Očekuje da bi samo jedan fuzioni reaktor jednog dana mogao da proizvodi dovoljno energije za teritoriju veličine Balkana, a samo nekoliko takvih bi snabdevalo celu Evropu. Svet u kome bi toliko energije bilo dostupno izgledao bi sasvim drugačije od našeg. Nije izvesno koliko vremena će proći i koliko bi izgradnja takvih reaktora mogla koštati, ali sada je jasno da su mogući na onaj način na koji je to učinjeno u Kaliforniji.

Fuzija je nuklearni fenomen i moguća je zbog delovanja sila unutar atomskog jezgra, isto kao i fisija. No, fisioni reaktori energiju dobijaju u rekacijama koje podrazumevaju cepanje teških, i pritom radioaktivnih, jezgara atoma, dok fuzija, sasvim suprotno, počiva na fenomenu spajanja laganih jezgara, tako što se jezgra vodonika spajaju u helijum i u razlici, oslobađaju zapanjujuću energiju.

Kod ovih reaktora se zato ne koristi neugodno uranijumsko gorivo, već običan, svuda dostupan i gotovo besplatan vodonik. Priroda je pritom htela da se u fuzionim procesima oslobađa hiljadu puta više energije nego pri fisiji, zbog čega su takozvane fuzione bombe hiljadu puta jače od fisionih. Najveća ikad detonirana nuklearna naprava, sovjetska Car bomba, koja je 1961. godine detonirana sa snagom od čak 50 megatona, zasnovana je na procesu fuzije.

Kontrolisana fuzija i praktična primena ove energije do sada je bila nedostižna zbog naizgled naivnog, ali nerešivog tehničkog izazova – najjednostavnije rečeno, temperature koje se dostižu pri fuzionim procesima ravne su onima na Suncu i na Zemlji nije moguće naći materijal i posudu u kojoj se takav proces može održavati.

Sovjetski Savez je tokom 20. veka uspeo da razvije reaktore koji umesto zidova koriste snažna magnetna polja, a na bazi ove ideje razvija se i veliki evropski ITER eksperiment, kao i slični projekti u Kini.

No, svi ovi pokušaji još uvek troše više energije za pokretanje procesa (pre svega, za održavanje tako snažnih polja), nego što mogu da proizvedu. Eksperiment u laboratorijama Lorens Livermor počiva na nešto drugačijoj ideji – fuzioni materijal se održava ne uz pomoć magneta, nego pomoću 192 izuzetno snažna lasera.

Čitajte dnevne vesti, analize, komentare i intervjue na www.vreme.com