Document fără nume
Visuri despre energie prin fuziune nucleară, mincinoși și rațe cu piciorul clătinat. Butoarea energiei soarelui va fi mereu pentru peste 20 de ani.
De ****Charles Seife| Publicat joi, 3 ianuarie 2013, ora 5:00 EST
Articolul în limba franceză, în format Pdf
Crio-statorul formează recipientul etanș cu vid care înconjoară camera cu vid a ITER și magnetii supraconductori, funcționând esențial ca un frigider uriaș. Va fi realizat din oțel inoxidabil cu o grosime între 50 mm și 250 mm. Structura este concepută pentru 8.500 m³. Dimensiunile sale vor fi de 29,4 metri diametru și 29 metri înălțime. Greutatea va fi de peste 3.800 de tone, făcând din el cea mai mare sticlă de vid din oțel inoxidabil construită vreodată.
Doar câteva săptămâni în urmă, un grup de cercetători în fuziune a folosit bani sud-coreeni pentru a începe proiectarea unei mașini despre care nimeni nu crede că va fi construită și care probabil nu va funcționa dacă ar fi construită. Asta face mașina puțin mai ridicolă decât cea din Franța, care va fi sau nu va fi construită și care, dacă și când va fi în sfârșit terminată, nu va servi la nimic pentru ceea ce a fost inițial destinată. Dacă ai ghicit că povestea energiei de fuziune poate fi un pic ciudată, ai dreptate.
Pe de o parte, istoria energiei prin fuziune nucleară este plină de nebuni, mincinoși, naivi și idealiste care visă la rezolvarea problemelor energetice ale planetei. Unul dintre cei mai cunoscuți, Martin Fleischmann, a murit anul trecut. Împreună cu colegul său, Stanley Pons, Fleischmann a crezut că a transformat hidrogenul în heliu într-un pahar din laboratorul său, fără să-i treacă prin minte că, dacă ar fi reușit, ar fi eliberat suficientă energie pentru ca el și colegii săi să fie arși de radiația emisă de reacție. Fleischmann nu a fost primul: Ronald Richter, un german expatriat care a reușit să se împletească în intrigi la curtea lui Juan Perón, l-a precedat cu aproape patru decenii, iar noul intrigant, Andrea Rossi, nu va fi ultimul.
Motivul este ușor de înțeles: pe hârtie, energia de fuziune are un potențial aproape nelimitat. Reacția de fuziune eliberează o cantitate extraordinară de energie prin îmbinarea atomilor ușori, cum ar fi hidrogenul, pentru a forma alții mai grei, cum ar fi heliul. (În esență, fisiunea este opusul: spargerea atomilor grei, cum ar fi uraniul, pentru a forma alții mai ușori). Fuziunea este procesul care alimentează soarele și este atât de eficientă încât am avea suficient combustibil atomic pe Pământ pentru a satisface toate nevoile energetice ale civilizației noastre și, în esență, pentru totdeauna. Problema este că este foarte greu să lovești acești atomi unul de celălalt suficient de tare pentru a se fuziona. Trebuie să atingi temperaturi extreme de zeci sau sute de milioane de grade Celsius, astfel încât atomii să se miște suficient de repede pentru a declanșa reacția. Dar pe măsură ce încălzi combustibilul, trebuie să-l păstrezi concentrat. Un plasma la 100 de milioane de grade vrea să explodeze în toate direcțiile, dar dacă vrei să menții reacția activă, trebuie să-l păstrezi închis. Cum construiești sticla? Sticla soarelui este gravitația. Deoarece soarele este atât de masiv – de peste 300.000 de ori masa planetei noastre – are un câmp gravitațional uriaș. Este acest câmp și aceste forțe care comprimă și conține hidrogenul combustibil și împiedică scăparea acestuia în toate direcțiile. Dar fără o masă de dimensiune solară pentru a oferi gravitația, trebuie să găsim alte metode.
O metodă care funcționează minunat constă în a folosi o bombă atomică ca sticlă. Pe 1 noiembrie 1952, America a folosit energia de fuziune pentru a elimina insula Pacifică Elugelab de pe suprafața planetei. Dispozitivul din centrul testului „Ivy Mike” era în esență un rezervor uriaș rece cu hidrogen greu. La o extremitate se afla o bombă cu plutoniu de tip Nagasaki, care, la explozie, a comprimat combustibilul, l-a încălzit la milioane de grade și l-a ținut închis. Într-o fracțiune de secundă, s-a declanșat puterea de foc a unui soare pe suprafața Pământului. Bomba care a distrus Hiroshima era echivalentă cu aproximativ 15 kilotone TNT. Ivy Mike era de aproximativ 10 megatone, cu peste 700 de ori mai puternică. Și nu există o limită teoretică superioară pentru dimensiunea acestor dispozitive dacă dorești. (Uniunea Sovietică a explodat un monstru de 50 megatone în anii 1960.)
Dispozitivul funcționează, dar este o soluție destul de proastă pentru nevoile energetice ale planetei. Este dificil să transformi o armă de fuziune într-un furnizor sigur de electricitate. Asta nu înseamnă că nu am încercat să profităm de bomba H. Edward Teller, tatăl Dr. Folamour al lui Ivy Mike, a încercat să convingă lumea că armele de fuziune ar putea fi folosite pentru scopuri pacifice, controlul vremii, extracția gazului de șist, tăierea unui port în stâncă masivă în Alaska și chiar atomizarea Lunii. Da, Edward Teller vroia să atomizeze Luna, conform propriilor sale cuvinte, pentru „a observa tipul de perturbări pe care le-ar putea cauza.”
Visul lui Teller despre energie de fuziune nelimitată nu a murit cu el. Laboratorul Național Lawrence Livermore, fost teren de joacă al lui Teller, este acum locul unei mașini uriașe de peste 4 miliarde de dolari, proiect de fuziune mai cunoscut sub numele de National Ignition Facility (NIF). Ideea este să comprimi o pastilă de hidrogen de mărimea unui măr de dovleac folosind un laser atât de uriaș încât ar face un atomizator de Lună să se înroșească de emoție. Scopul presupus este să genereze mai multă energie prin fuziune a atomilor de hidrogen decât energia depusă de laser. Și oamenii de știință de la NIF au predicat că vor atinge succesul în 2010... apoi că vor reuși în octombrie 2012... apoi NIF a reușit să demonstreze că predicțiile de succes ale oamenilor de știință de la Livermore erau complet false. (NdT Proiectul Megajoule este echivalentul francez.)
Este scor perfect. Livermore a predicat succesul iminent al fuziunii cu laser de la sfârșitul anilor 1970, pentru a eșua în mod lamentabil în fiecare promisiune. Într-adevăr, criticii (inclusiv eu) au spus de mult timp că orice reprezentare a NIF ca sursă de energie prin fuziune este absurdă. Laserul este conceput pentru studiul armelor nucleare, nu pentru producerea de energie. (Și nici nu va face foarte bine cercetarea armelor.) Cu toate acestea, oamenii de știință de la Livermore continuă să afirme că cercetarea lor hiper-costisitoare cu laserii va produce într-un fel energie de fuziune, chiar dacă au trebuit să își reprezinte șansele de succes printr-o reprezentare demnă de Rube Goldberg. (Pentru cei care numără punctele, ultimul proiect, de asemenea, va fi un eșec lamentabil dacă va fi finanțat.)
Livermore nu este singur când vine vorba de a supraprezenta fuziunea. Încă din 1955, înainte de inventarea laserului, fizicienii au predicat că energia de fuziune va fi disponibilă la cerere peste 20 de ani. În acea vreme, singura metodă viabilă de a închide un nor de hidrogen la mai multe milioane de grade, fără a declanșa o bombă atomică, era folosirea unor magneți uriași. În acea perioadă, numărul cercetătorilor din întreaga lume a încercat să conceapă mașini care să confine și încălzească niște nori de hidrogen arzători cu câmpuri electromagnetice puternice. Nu a mers cum era prevăzut, chiar și după zeci de zeci de ani de începuturi greșite, sticlele magnetice erau pur și simplu prea permeabile. Cu toate acestea, energia de fuziune era tot timpul la doar un pas de distanță.
Fuziunea magnetică nu era doar pentru americani, ci și pentru sovietici, germani, japonezi, englezi; toți cei care conta în cercetare aveau un program de fuziune magnetică care ar fi putut alimenta rețeaua în următorii decenii. Asta a fost până la summitul american-sovietic de la Geneva din 1985, unde Reagan și Gorbaciov au convenit că țările noastre vor căuta împreună energia prin fuziune. În câțiva ani, toți cei care conta a devenit parte din marele proiect multimiliar de construcție a unei sticle uriașe de fuziune magnetice cunoscut sub numele de ITER.
Este nevoie de un efort cu adevărat internațional pentru a crea ceva la fel de ciudat ca ITER. Cu toate acestea, dacă singura ta sursă de informație ar fi istoria proprie a proiectului ITER, nu ai avea nicio idee cât de mult a fost zguduit proiectul în spatele scenei. Nu se menționează luptele epice pentru depășirile de costuri din anii 1980 și începutul anilor 1990. Nu există nicio indicație despre cum oamenii de știință care lucrau la proiecte naționale de fuziune – ale căror bugete au fost devorate de ITER – au lucrat în spatele scenei pentru a face să cadă proiectul internațional. (Și au reușit: în 1998, Statele Unite s-au retras din proiect, ceea ce a dus întreaga afacere la planșă.) Nu există nicio urmă a reducerii spectaculoase a dimensiunii ITER (devenit ITER-Lite). Nu există nici recunoașterea faptului că noua mașină, mai ieftină, nu va fi în stare să atingă obiectivul inițial al ITER de „aprindere și ardere durabilă”, o reacție de fuziune care poate fi menținută indefinit.
După retragerea americană, partenerii rămași s-au regrupat și s-au retras la o concepție economică și un buget minim. Statele Unite s-au întors apoi, iar echipele de construcție au început chiar lucrările de fundații în Franța, pe site-ul reactorului. Dar în ciuda acestor dezvoltări încurajatoare, proiectul resuscitat este un eșec, tras în jos de aceleași forțe care au dus la moartea proiectului ITER original. Bugetul minim (presupus în jur de 5 miliarde de dolari când Statele Unite s-au alăturat proiectului) a crescut la proporții Falstaffiene (cea mai recentă estimare este de 20 de miliarde de dolari), iar fiecare an, data estimată de finalizare este mereu amânată. (O privire rapidă în Internet Wayback Machine arată datele în flux.)
Traseul actual al renașterii ITER este incredibil de familiar pentru toți cei care au privit proiectul original să se prăbușească în flăcări. În primul rând vin costurile care cresc în cer și amânarea planului, apoi, inevitabil, Statele Unite încep să aibă dificultăți în a-și asuma partea din buget. În 2008, oficialii americani au început să spună Congresului că, având în vedere bugetele strâmte, probabil nu vom putea asuma partea convenită din costurile proiectului ITER. Într-o încercare de a închide bugetul, Departamentul de Energie a comprimat puternic programul nostru național de fuziune, dar pur și simplu nu există suficientă bani pentru toți. (Așa cum a întrebat Dianne Feinstein secretarului de Energie Steven Chu în martie: „Și dacă continuăm să finanțăm [ITER], de unde vor veni cei 300 de milioane de dolari [pentru contribuția noastră – aproape anuală – la ITER]?” Răspunsul secretarului Chu: „Senatoră, puneți o întrebare foarte importantă pe care ne-am pus-o și noi.”) Desigur, specialiștii naționali în fuziune, ale căror bugete sunt masacrate, sunt în panică.
Văzut în acest context, anunțul recent al Princeton Plasma Physics Laboratory că lucrează cu Coreea de Sud pentru a concepe un reactor de fuziune – care nu are mai multă șansă de a fi construit decât o minge de zăpadă în iad – arată haosul care a cuprins comunitatea de fuziune. Oamenii de știință de la PPPL promit o centrală prototip de fuziune de un miliard de wați pentru anii 2030 (în 20 de ani!), fără ajutorul datelor provenite din proiectul ITER. Deoarece justificarea proiectului ITER este contribuția la concepția unei centrale de demonstrație de fuziune, implicația pare să fie că proiectul de 20 de miliarde de dolari este aproape inutil. (Fără nicio senzație de disonanță percepută, chiar și site-ul ITER sugerează că oamenii de știință vor termina proiectarea unei centrale electrice prototip în 2017, cu două ani înainte ca ITER să fie conectat, și în același timp subliniază cât de crucial este ITER pentru viitorul unei centrale de fuziune.)
Având în vedere această istorie, este ușor de înțeles de ce devotatul fanatism care atrage oamenii către abordări neortodoxe pentru a obține energia de fuziune – fie că sunt visătorii blânde ai fuziunii reci, fie sistemele imaginate de startup-uri care au mai mulți bani decât minte. Cercetătorii tradiționali care au urmărit visul ne-au lăsat doar un buchet de promisiuni neîmplinite și un munte de dezamăgiri. Și, dacă vrem să-i credem acum, după șase decenii de muncă, energia curată și aproape nelimitată a fuziunii este mereu pentru peste 20 de ani. La acest ritm, nu se va schimba niciodată.
Imagini