Производството на енергија денес е најголемиот “виновник“ за глобалното затоплување, односно климатските промени поради согорување на фосилни горива. Затоа, се преминува на користење на обновливи извори (сонце, ветер, хидро), но транзицијата се одвива со темпо кое на може да ги задоволи сите потреби за енергија, особено за електричната. Исто така, проблем претставува и карактерот на електричната енергија добиена од сонце и ветер (променлив интензитет, а на моменти ги нема). Во поглед на климатските промени, нуклеарната енергија е “чиста“, но нуклеарните електрани се скапи за изградба, има ризик од радиоактивно зрачење, а дополнителен проблем е складирањето на радиоактивниот отпад. Инаку, кај нив се користи процес на фисија (цепење) на атомското јадро при што се ослободува топлинска енергија.

Горенаведените факти се причина за истражување на производство на нов вид енергија, а тоа е нуклеарната енергија добиена со фузија. Нуклеарната фузија е процес при кој се загреваат два изотопа на водород, обично деутериум и тритиум до екстремно високи температури при што атомските јадра се спојуваат и притоа се ослободува хелиум и огромно количество на енергија (видете слика). Ваков процес се одвива во сонцето и во другите ѕвезди.

Деутериумот е широко достапен во морската вода, а тритиумот теоретски може да се произведе со реакција на литиум кој се става во обвивката на реакторот. Покрај тоа, фузијата не произведува радиоактивен отпад кој може да резултира со нуклеарна несреќа, како што беше катастрофата во Чернобил во 1986 година.

Последниве децении интересот на истражувачите за нуклеарната фузија интензивно расте бидејќи се работи за огромен потенцијал. Само една чаша гориво има енергетски потенцијал еднаков на 4 милиони литри нафта и може да произведе околу 9 милиони kWh електрична енергија, доволно за напојување на еден дом повеќе од 800 години, проценуваат научниците.

Познато е дека советски физичари во 1950-тите години ја развиле првата машина за фузија, наречена токамак (во облик на торус), која користи моќни магнети за да ги држи изотопите на место додека се загреваат на температури повисоки од Сонцето. Познат како магнетна континуирана фузија, овој пристап останува најчест до денес, иако има и многу други модифицирани решенија.

Повеќето експерименти со нуклеарна фузија користат електромагнетни полиња за контрола на прегреана плазма со што се имитираат условите на Сонцето, каде што има природно настанати реакции на фузија. Оваа плазма, која може да достигне температури од 100 милиони степени Целзиусови, е исклучително “непослушна“ и тешка за контрола. Ако плазмата излезе од своите граници, тоа значи крај на експериментот со фузија.  

Голем придонес за развој на нуклеарната фузија има проектот “Меѓународен термонуклеарен експериментален реактор“ (ITER) лоциран во Франција, а во кој се вклучени 35 земји. Овој проект има за цел да ја демонстрира научната и технолошката изводливост на фузијата како извор на енергија, а почеток на изградбата бил во 2010 година. Практичната реализација за нуклеарната фузија деутериум-тритиум е закажана за 2039 година.

Министерството за енергетика на САД (DOE) започна нов смел план насочен кон претворање на долгогодишниот сон за комерцијална фузиска енергија во реалност во текот на следната деценија. Со планот се утврдува сеопфатна национална стратегија за испорака на фузиска енергија во мрежата до средината на 2030-тите.

Научните сознанија од проектот ITER се користат денес во многу други јавни истражувачки центри, но и во приватни компании каде се јавува натамошен напредок. Меѓу најнапредните е американската “Commonwealth Fusion Systems“, која гради демонстрациона постројка во Масачусетс и се надева дека ќе ја пушти во пробна работа во 2027 година и потоа ќе снабдува електрична енергија во мрежата по околу три години.

Според Здружението на индустријата за фузија, постојат најмалку 50 компании што работат на развој на нуклеарна фузија низ целиот свет, и тоа 29 во САД, четири во Велика Британија, осум во ЕУ, три во Кина и три во Јапонија. Еве неколку од нив: Helion (инвеститор е OpenAI), Tokamak Energy (UK), General Fusion (Канада), Proxima Fusion (Германија), Gauss Fusion (европска група земји) и други. Некои компании имаат големи оптимистички најави дека за 5 до 10 години ќе успеат да изградат и пуштат во погон електрана со нуклеарна фузија.

Ако дојде до реализација, нуклеарната фузија ќе предизвика еден вид револуција во светски рамки, ќе има големи промени во економскиот систем, а ќе има и геополитички поместувања. Земјите богати со нафта и гас ќе имаат огромни загуби во економијата, тие немаат интерес од примената на нуклеарната фузија.

Нафтените компании од арапскиот регион ќе ја загубат финансиската моќ. Меѓу другото, не ќе можат да бидат спонзори на важни меѓународни настани и клубови во светот како што се на пример фудбалските во Англија и Шпанија. Кристијано Роналдо и многу други познати фудбалери нема повеќе да играат во Саудиска Арабија.

Треба да се истакне, според мене, најголемата придобивка, а тоа е во однос на климатските промени бидеќи при процесот на нуклеарна фузија нема емисии на јаглерод-диоксид и други стакленички гасови. Какави сé промени би настанале во светот е предмет на посебна анализа.

Ристо Цицонков, редовен професор
Машински факултет – Скопје