"Euro Fusion" laboratorija attīsta kodolsintēzi
Andris Šternbergs ir arī Eiropas konsorciju kodolsintēzes enerģētikas attīstībai "Euro Fusion" Latvijas organizācijas zinātniskais vadītājs, kā arī Latvijas pārstāvis "Iter"/"Euro Fusion" komisijā un "Fusion for Energy" valdē.
Latvijas "Euro Fusion" laboratorija apvieno zinātniekus no Latvijas Universitātes Cietvielu fizikas institūta, LU Ķīmiskās fizikas institūta un Fizikas institūta. Līdz kodolzinātnei Andris nonācis pēc Salaspils pētnieciskā kodolreaktora slēgšanas, kurā bija aizsācis pētījumus par radiācijas defektiem dažādos materiālos. Nonācis Vīnes atompētniecības institūtā, turpinājis pētījumus un iepazinies ar zinātniekiem un profesoriem, kuri nodarbojās ar kodolsintēzes pētīšanu.
"Euro Fusion" mērķis ir attīstīt kodolsintēzi kā dzīvotspējīgu enerģijas avotu līdz 2050. gadam, ražojot no CO2 izmešiem brīvu enerģiju lielos apjomos, stāstīja Šternbergs.
Atšķirība starp kodolsintēzi un kodoldalīšanos ir būtiska
Tas viss strādā uz masas diferenci, kas rodas kodolu dalīšanas procesā, sadaloties urānam-235 un mazāka izmēra kodoliem. Savukārt, ja runājam par kodolsintēzi, savienojoties deitērija un tritija kodoliem, rezultātā atbrīvojas daudz enerģijas.
"Pašlaik mēs esam situācijā, kurā principā pietiek ar esošo enerģiju, bet ne Saules enerģija, ne fotovoltaika, ne vēja enerģija tomēr nevarēs apgādāt rūpniecību ar tai nepieciešamo enerģijas daudzumu. Pašlaik visu enerģiju dod Saule, bet izmantojot šo principu kodolsintēzē, mēs varam paši ko attīstīt. Pašlaik vienīgā enerģija, kuras ražošanās nepiedalās Saule, ir klasiskās kodolelektrostacijas," pauda Šternbergs.
Tomēr šādas stacijas rada risku ne tikai iespējamo avāriju dēļ, bet arī tādēļ, ka tajās izmantotie radioaktīvie elementi nesadalās ļoti ilgi un tie ir jānoglabā īpašās vietās. Daļa no šiem elementiem sadalās vairāku miljonu gadu laikā, tādā veidā atstājot nākamajām paaudzēm bīstamu mantojumu.
Radīt enerģiju uz zemes ir izaicinājums
Lai kodolsintēze varētu notikt, Šternbergs stāstīja, jābūt trīs elementu reizinājumam – plazmas pastāvēšanas laiks, intensitāte un temperatūra ap 150 miljoni grādu virs Celsija.
Temperatūru var iegūt, uzkarsējot plazmu ar dažādiem mehānismiem, bet lielākais izaicinājums ir noturēt plazmu, lai tā nepieskartos ierīces sienām, kurā tā atrodas. To iespējams izdarīt, izmantojot magnētisko lauku.
Plazma ir vielas ceturtais agregātstāvoklis, ievietojot deiterija - tritija materiālu ļoti retinātā kamerā, šāds vielas agregātstāvoklis dabā nav iespējams.
"Galvenais iemesls Černobiļas katastrofai bija "cilvēku faktors" – nolaidība un instrukciju nepildīšana. Spēlēšanās ar to, ar ko nevar spēlēties," sacīja Šternbergs.
Šobrīd pasaulē tiek veidotas ceturtās pakāpes kodolelektrostacijas, kur šī atgriezeniskā saite nestrādā, nepārkarstot reaktoram, kā tas bija Černobiļā. Andris Šternbergs piebilda, ka tagad kodolenerģijas ieguve ir daudz drošāka.
Kādos veidos imitē uz Saules notiekošos procesus uz zemes?
Lai pēc 30 gadiem varētu iegūt enerģiju kodolsintēzes veidā, šobrīd pie tā strādā 4000 cilvēku zinātniski tehniskajā daļā "Euro Fusion" – ne tikai zinātnieki, bet arī liels daudzums tehnologu, celtnieku un inženieru.
"Tas viss ir ļoti sarežģīts komplekss. Ir iztrādāta atsevišķa programma ar stratēģiju, kā tam jāattīstās. Galvenokārt tiek strādāts pie starptautiskā kodolreaktora," skaidroja Šternbergs.
Tiek strādāts arī pie ierīces, kura pēta radiāciju, apstarojot materiālus un pētot to izturību, taču pašlaik tam vēl pietrūkst enerģijas. Zinātnieki ir sākuši domāt arī par demo reaktoru, kas būs pirmais prototips, tas ne tikai parādītu principā sintēzes iespēju, bet arī radītu enerģiju, lai ražotu elektrību.
Savukārt Latvijas zinātnieki galvenokārt strādā pie konstruktīvās un funkcionālās materiālu izstrādes un diagnostikas elementiem. Pie kodolsintēzes iekārtu izbūves daudz kas ir izmantojams arī citās jomās, piemēram, kosmosa stacijās tiek izmantoti pret radiāciju izturīgi logi.
Ko latviešu informācijas tehnoloģiju eksperti dara "Cern"?
"Cern" ir lielu iekārtu komplekss, kurā pēta elementu daļiņas un to, kā tās var iekļauties standartmodelī, kas sevī ietver gan pozitīvo, gan negatīvo matēriju.
"Standartmodelis ir izstrādāts kopskatā par iespējamām enerģijām un daļiņām, kā uzbūvēts Visums un pasaule, kas iekļauj gan reālo matēriju, gan melno matēriju un enerģiju, kas vēl ir nesaprotama lieta. To var redzēt no kosmisko objektu stāvokļiem. Tā ir fundamentāla izpētes problēma par Visumu," norādīja Šternbergs.
"Viens no nākamajiem uzdevumiem "Cern" ir strādāt pie šīs tematikas, mēģinot saprast, kura ir tā otra puse, ko paredz standartmodelis," sacīja Šternbergs.
Latvijas zinātnieku plāni "Cern" ir darboties zinātnē, izglītībā un industriālajā pielietojumā. Savukārt materiālzinātnes novirzieni, kas nākotnē var kļūt aizvien aktuālāki, ir fotonika – dažādu procesu vadīšana un ierīču izstrāde, kad elektronu un elektrības vietā tiek izmantoti gaismas kvanti – fotoni.
