Nauka i otkrića: Šta je nuklearna fuzija i kako funkcioniše

Američki naučnici napravili su veliki korak u pokušajima da u potpunosti ovladaju procesom koji bi potencijalno mogao da dovede do gotovo nepresušnih zaliha energije.

Nuklearna fuzija se ne oslanja na fosilna goriva i ne proizvodi štetne gasove sa efektom staklne bašte, tako da može da pomogne u borbi protiv klimatskih promena.

• Otkriće koje može da promeni svet: Naučnici korak bliže nuklearnoj fuziji
• Pronalazak Higsovog bozona: Šta nam je otkrila „božanska čestica"
• „Korak smo bliže“ rešenju najveće misterije kosmosa

Šta je nuklearna fuzija?

Nuklearna fuzija je proces koji Suncu daje energiju.

Naučnici iz više od 50 zemalja pokušavaju da ga ponovo stvore na Zemlji od 1960-ih.

Nadaju se da bi to na kraju moglo da obezbedi ogromne količine čiste energije za ceo svet.

U nuklearnoj fuziji, parovi sićušnih čestica zvanih atomi se zagrevaju i teraju na ujedinjavanje kako bi napravili jednu težu česticu.

To je suprotno od nuklearne fisije, u kojoj se teški atomi razdvajaju.

Nuklearne elektrane trenutno koriste nuklearnu fisiju za proizvodnju električne energije.

Zašto je nuklearna fuzija važna?

Nuklearna fisija proizvodi mnogo radioaktivnog otpada, koji može biti opasan i mora se bezbedno skladištiti - potencijalno stotinama godina.

Otpad proizveden nuklearnom fuzijom je manje radioaktivan i mnogo brže se raspada.

Nuklearnoj fuziji nisu potrebna fosilna goriva poput nafte ili gasa.

Takođe ne stvara efekat gasove staklene bašte, koji zadržavaju sunčevu toplotu i uzrokuju klimatske promene.

U većini eksperimenata sa fuzijom koristi se vodonik, koji se može jeftino izvući iz morske vode i litijuma, što znači da zalihe goriva mogu da traja milionima godina.

Opisan je kao „Sveti gral" proizvodnje energije.

Pogledajte video:

Kako funkcioniše nuklearna fuzija?

Kada se dva atoma lakog elementa kao što je vodonik zagreju i kombinuju da formiraju jedan teži element kao što je helijum, nuklearna reakcija proizvodi ogromne količine energije koja se može uhvatiti.

Ali veoma je teško ukombinovati dva identična elementa.

Pošto imaju isti pozitivan naboj, prirodno se odbijaju.

Za savladavanje ovog otpora potrebno je mnogo energije.

Na Suncu se to dešava zahvaljujući ekstremno visokim temperaturama od oko deset miliona stepeni Celzijusa i značajnom pritisku - više od 100 milijardi puta većeg od Zemljine atmosfere.

Na Zemlji, naučnici su koristili različite tehnike u pokušaju da stvore ove uslove.

Ali pokazalo se da je veoma teško dovoljno dugo održavati potrebnu visoku temperaturu i pritisak.

Američko Nacionalno postrojenje za paljenje (NIF) objavilo je da je uspešno koristilo laser sa 192 zraka za pretvaranje male količine vodonika u energiju dovoljno za napajanje oko 15-20 kotlića.

To znači da su prvi put naučnici uspeli da generišu više energije od lasera uloženih u eksperiment.

Kada će nuklearna fuzija biti moguća?

Uprkos značajnom napretku poslednjih godina, još smo daleko od nuklearna fuzije velikih razmera.

U februaru su evropski naučnici u laboratoriji JET u Velikoj Britaniji oborili sopstveni svetski rekord u količini proizvedene energije tokom pet sekundi.

Ali čak ni uspešan NIF eksperiment u SAD nije proizveo više energije nego što je bilo potrebno da bi laseri uopšte funkcionisali, a istraživački program da bi se došlo do ove tačke koštao je milijarde dolara.

Iako su fizičari pozdravili rezultate iz SAD i opisali ih kao veliki korak, ističu da je potrebno mnogo više posla pre nego što se nuklearna fuzija može koristiti za napajanje domova ili preduzeća.

Naučnici će se sada usredsrediti na bržu i jeftiniju reprodukciju fuzije.

Koliko je bezbedna nuklearna fuzija?

Međunarodna agencija za atomsku energiju (IAEA) nazvala je nuklearnu fuziju „suštinski bezbednom".

Uslovi potrebni za pokretanje i održavanje fuzije su toliko ekstremni da je nemoguće da ona izmakne kontroli.

„Fuzija je samoograničavajući proces: ako ne možete da kontrolišete reakciju, mašina se sama isključuje", objasnila je Sehila Gonzalez de Visente iz IAEA.

Radioaktivni otpad proizveden ovim procesom u poređenju sa nuklearnom fisijom je takođe mnogo lakši za rukovanje i skladištenje.

Da li nuklearna fuzija može da pomogne u borbi protiv globalnog zagrevanja?

Nuklearna fuzija se ne oslanja na fosilna goriva poput nafte ili gasa i ne proizvodi nijedan od gasova koji izazivaju efekat staklene bašte.

Za razliku od solarne energije ili energije vetra, nuklearna fuzija ne zavisi od povoljnih vremenskih uslova.

Koristi dva relativno obilna materijala koja se nalaze na Zemlji: litijum i vodonik.

Široka upotreba nuklearne fuzije mogla bi da pomogne zemljama da ispune ciljeve za proizvodnju nulte emisije gasova 2050.

Međutim, proći će mnogo godina pre nego što se nedavni eksperimentalni uspesi mogu značajno uvećati.

Pogledajte video

Pratite nas na Fejsbuku,Tviteru i Vajberu. Ako imate predlog teme za nas, javite se na bbcnasrpskom@bbc.co.uk