Czysta energia

Słowo reaktor, oprócz tego, że budzi nieuzasadniony lęk, kojarzy się najczęściej z elektrowniami atomowymi. Tam, we wnętrzu reaktora właśnie, w tzw. rdzeniu, następuje reakcja rozszczepienia. Jądra ciężkich atomów uranu albo plutonu (tzw. pierwiastki rozszczepialne) pod wpływem uderzenia neutronu rozpadają się na mniejsze kawałki. Każdy taki rozpad powoduje uwolnienie się sporej ilości energii. Ta energia zamienia wodę w gorącą parę wodną, która następnie rozkręca turbiny, dzięki temu produkując prąd. Ale reaktory pracują nie tylko w elektrowniach jądrowych. Ogólnie rzecz biorąc, reaktor to pojemnik, w którym zachodzi jakaś reakcja. Może to być np. reakcja fuzji jądrowej.

Źródło, które nie wysycha
Fuzja jądrowa jest w pewnym sensie przeciwnością rozszczepienia jądrowego. W tym ostatnim ciężkie pierwiastki rozpadają się na lżejsze, a w fuzji (albo inaczej syntezie) lekkie łączą się w cięższe. Na tym można zarobić (energetycznie) nawet więcej niż na rozszczepieniu. O tym, że pomysł działa znakomicie, świadczą… gwiazdy. To dzięki reakcji fuzji jądrowej świecą jasnym blaskiem. Nasze Słońce nie jest wyjątkiem.

Do połączenia dwóch lekkich jąder atomowych potrafimy doprowadzić także na Ziemi, w laboratoriach fizycznych. W czasie procesu łączenia część masy lekkich pierwiastków jest zamieniana wprost na energię. Kalkulacje są bardzo obiecujące. Do zaspokojenia potrzeb energetycznych jednego mieszkańca miasta w ciągu całego jego życia wystarczy zaledwie kilkanaście gramów izotopów wodoru. Proces ten (w przeciwieństwie do rozszczepienia ciężkich jąder) nie pozostawia po sobie promieniotwórczych odpadów, a ilość paliwa (czyli izotopów wodoru) jest praktycznie nieograniczona. Kilka litrów wody morskiej – bo to z niej będą „wyławiane” izotopy wodoru – daje prawie tyle energii co 2 tony węgla. Istnieje więc niezawodne, czyste i nieograniczone źródło energii. Skoro tak, to dlaczego jeszcze z niego nie korzystamy?

Jak się tworzy piekło?
Jądra atomowe mają ładunek dodatni, bo budują je protony. Zbliżenie dwóch jednoimiennych, czyli naładowanych tym samym „znakiem”, przedmiotów nie jest proste. Im bliżej siebie się znajdują, z tym większą siłą się odpychają. Przyciągają się za to obiekty tzw. różnoimienne, czyli o ładunku odwrotnym. Aby doprowadzić do fuzji, a więc połączenia dwóch dodatnio naładowanych jąder atomowych, trzeba całkiem sporo energii wykorzystać. W gwiazdach, czyli tam, gdzie działają największe naturalne reaktory fuzji, temperatura może przekraczać 15 milionów stopni, a ciśnienie wynosić nawet 100 tys. atmosfer. W reaktorach znajdujących się w ziemskich laboratoriach tak wysokiego ciśnienia nie da się osiągnąć, ale można to nadrobić wyższą temperaturą. W tokamakach – bo tak nazywają się reaktory, w których zachodzi reakcja fuzji – temperatura może osiągać kilkaset milionów stopni.