Neverovatno tehnološko dostignuće iz Južne Koreje: „Veštačko sunce“ dostiglo 120 miliona stepeni Celzijusa

Zašto nuklearna fuzija može da donese revoluciju u proizvodnji energije?

Naučna dostignuća Južne Koreje nedavno su dospela na naslovnice zahvaljujući neviđenom napretku u tehnologiji nuklearne fuzije. Korea Superconducting Tokamak Advanced Research (KSTAR), ili ono što ljudi nazivaju „veštačko sunce“, dostigao je 120.000.000 ºC za razvoj ekološki prihvatljive, zelene energije.

Ovo čini ostvarenje kontrolisane upotrebe energije zvezda korak bliže stvarnosti. U nastavku razmatramo šta ovo dostignuće čini jedinstvenim, zašto je važno za globalnu energetsku budućnost i kako bi moglo da transformiše način na koji dobijamo energiju.

Monumentalni skok KSTAR-a obarajući rekorde sa pregrejanom plazmom

KSTAR je nedavno oborio sopstveni temperaturni rekord, dostigavši 120.000.000 ºC i održavši tu ekstremnu temperaturu čak 48 sekundi. Ovo je izuzetno značajno, posebno ako imamo u vidu da brojni fuzioni reaktori širom sveta tek pokušavaju da dostignu slične rezultate. Dok, primera radi, jedan nemački reaktor za fuziju ne može da ostvari ovakve parametre, KSTAR postavlja nove standarde u ovoj oblasti.

Na prethodnom eksperimentu iz 2021. godine, KSTAR je zadržao plazmu 31 sekundu, što je tada smatrano velikim uspehom. Međutim, sada je taj period produžen na 48 sekundi, što dokazuje da je tehnološki napredak u fuzionom istraživanju sve brži. Plazma se održava unutar reaktora u obliku „krofne“, pomoću snažnih magnetnih polja koja oponašaju uslove u unutrašnjosti Sunca.

Ključne tehničke promene

Ovaj podvig je ostvaren zahvaljujući nizu unapređenja u dizajnu reaktora. Jedna od ključnih izmena je ugradnja volframovih divertera, specifičnih elemenata koji efikasno uklanjaju toplotu i nečistoće iz plazme. Volfram, zbog visoke tačke topljenja i otpornosti na ekstremne uslove, sve češće zamenjuje ugalj u reaktorima novije generacije.

Korišćenjem volframa i drugih poboljšanih materijala, inženjeri su uspeli da smanje mogućnost kontaminacije plazme, povećaju efikasnost hlađenja i, najvažnije, poboljšaju stabilnost samog procesa. Sa ovim tehnološkim inovacijama, KSTAR se značajno približio glavnom cilju: stvaranju uslova za održivu fuziju koja će moći da radi dovoljno dugo, a da troši manje energije nego što proizvede.

Plan za budućnost

Reaktor KSTAR sada gleda dalje – u planu je da do 2026. godine uspešno održi plazmu 300 sekundi. Ako se taj cilj ostvari, to bi značilo da su naučnici u Južnoj Koreji spremni za novu fazu testiranja, koja bi mogla da bude presudna za komercijalnu upotrebu fuzione energije.

Pored toga, ovi uspesi će imati značajan uticaj na globalna istraživanja, jer će svako produbljivanje znanja i razmena rezultata dodatno ubrzati rad i na drugim projektima poput francuskog ITER-a, kineskog EAST-a i evropskog JET-a.

Energetski potencijal fuzije

Energija fuzije smatra se jednim od najperspektivnijih pravaca u modernoj nauci i industriji. Za razliku od nuklearne fisije (cepanje atoma), koja proizvodi radioaktivni otpad i nosi određene rizike, fuzija podrazumeva spajanje atoma vodonika u helijum, uz oslobađanje ogromnih količina energije. Najprivlačnija karakteristika fuzije je da ne dolazi do nastanka dugotrajnog radioaktivnog otpada u meri u kojoj to čini fisija.

Zbog toga se fuzija često opisuje kao “sveti gral” energetike: pruža gotovo neiscrpan izvor čiste energije, idealan za budućnost u kojoj se svet bori protiv klimatskih promena i nastoji da smanji emisiju ugljen-dioksida.

Globalni trend i saradnja

Napredak KSTAR-a i čitave Južne Koreje uklapa se u širi globalni trend – sve više zemalja i konsorcijuma ulaže ogromna sredstva u istraživanje i razvoj fuzione energije. Najpoznatiji globalni projekti su:

• ITER (Francuska): Internacionalni projekat koji okuplja naučnike iz celog sveta.
• EAST (Kina): Eksperimentalni napredni supravodljivi tokamak, koji je takođe postigao zapažene rezultate u održavanju visokih temperatura.
• JET (Velika Britanija): Evropski projekat koji je nekada bio lider u istraživanju fuzije i postavljanju ranijih rekorda.

Svi ovi projekti blisko sarađuju, deleći rezultate eksperimenata i nova tehnološka rešenja. Ovakva razmena znanja postaje presudna za prelazak sa eksperimentalne faze na komercijalnu primenu.

Izazovi i put fuzione energije

Iako postoje značajni pomaci, naučnici se i dalje suočavaju sa raznim izazovima:

1. Dostizanje pozitivnog energetskog bilansa: Još uvek je teško postići „mrtvu tačku“ gde reaktor oslobađa više energije nego što se potroši na zagrevanje i održavanje plazme. Nedavne vesti iz Nacionalne laboratorije za paljenje (NIF) u SAD govore da se to dešava u kratkim impulsima, ali put do kontinuiranog rada je dug.
2. Tehničke barijere: Suočavanje sa ekstremnim temperaturama (mnogo višim od onih u jezgru Sunca) pri relativno niskom pritisku na Zemlji zahteva izuzetno sofisticirane materijale, sisteme hlađenja i magnetskog ograničavanja plazme.
3. Finansijske i logističke prepreke: Fuzioni reaktori su složeni i izuzetno skupi za izgradnju i održavanje. Potrebna su masovna ulaganja koja često podležu političkim odlukama i dugoročnom planiranju.
4. Vreme: Čak i uz optimističke prognoze, većina stručnjaka veruje da su potrebne najmanje dve decenije kontinuiranih istraživanja da bi se došlo do široke, komercijalne upotrebe fuzione energije.

Zbog čega i dalje vlada optimizam?

Uprkos izazovima, svet nauke je i dalje veoma optimističan. Mnogi faktori ukazuju na to da bi fuzija mogla biti rešenje za globalnu energetsku krizu i klimatske promene:

• Nepisana pravila eksponencijalnog napretka: Naučna i tehnološka otkrića gotovo uvek ubrzavaju razvoj jednom kada kritična masa znanja i ulaganja bude dostignuta.
• Globalna saradnja: Projekti poput ITER-a i KSTAR-a pokazuju koliko je važno deliti znanje i resurse. To značajno ubrzava ukupan napredak.
• Zelena tranzicija: Javnost i politički lideri sve više traže alternative fosilnim gorivima, što povećava finansiranje i podršku istraživanjima fuzije.

Kada govorimo o KSTAR-u, on se ističe kao svetionik nade. Njegovi uspesi dokaz su da se tehnološke prepreke mogu postepeno savladavati i da su istraživanja na pravom putu. Već sada se planira proširenje i unapređenje samog postrojenja, uz masivna investiciona sredstva koja Južna Koreja i njeni partneri izdvajaju za naredne korake.

Zaključak: budućnost bi trebalo da bude čista energija

„Mašina pakla“ iz Južne Koreje, kako je neki nazivaju, pokazuje da se i najveći izazovi u istraživanju fuzije mogu prevazići. Uspeh KSTAR-a nije samo naučno dostignuće već i strateški napredak u globalnoj energetskoj sceni.

Iako potpuna komercijalizacija fuzije možda nije odmah iza ugla, većina stručnjaka veruje da će kontinuirani rad, inovacije i međunarodna saradnja dovesti do toga da fuziona energija postane stvarnost za buduće generacije.

Ukoliko bude uspešna, ova tehnologija omogućiće razvoj zelene ekonomije u kojoj čista energija, bez opasnih radioaktivnih ostataka i visokih emisija ugljen-dioksida, postaje uobičajena pojava.

Južna Koreja time dokazuje da je predvodnik u ovoj trci, ali i da bez sveobuhvatne saradnje na globalnom nivou neće biti moguće da fuzija u skorijoj budućnosti obezbedi energiju za celokupnu planetu. Ipak, svaki novi korak – poput ovog dostignuća KSTAR-a – približava nas revolucionarnom izvoru energije koji bi mogao promeniti svet.