Energia termojądrowa – czysta i tania energia. Drugi Święty Graal fizyki i niespełnione od kilkudziesięciu już lat marzenie ludzkości to energia termojądrowa (fuzja jądrowa), która będzie prawdziwie skutecznym i trwałym rozwiązaniem światowego kryzysu energetycznego. Zbliża się wielki przełom w dziedzinie energetyki termojądrowej, rozpoczęła się nowa rewolucja przemysłowa. Energia czysta, tania, bezpieczna i w nieograniczonej ilości zacznie odmieniać świat już w następnej dekadzie. W ciągu ostatnich dwóch dekad kapitał podwyższonego ryzyka zaangażował miliardy $ w badania nad energią termojądrową (mini reaktory fuzyjne), a wiele prywatnych firm bierze udział w wyścigu, aby jako pierwsi podłączyć elektrownię termojądrową do sieci elektrycznej. Pierwsze kraje, który opracują, wdrożą lub przynajmniej przyłączą się się do projektów energetyki mini termojądrowej, wprowadzą świat w nową erę. Paliwo termojądrowe dzieli się na trzy ”generacje”: 1 generacja: d+t i d+d d + t ! n + 4He + 17.6 MeV oraz d + d ! n +3 He + 3.65 MeV i d + d ! p + t 3.65 MeV 2 generacja: d+3He d +3 He ! p + 4He + 18.4 MeV 3 generacja: p+11B i 3He+3He p +11 B ! 3 • 4He + 8.7 MeV i 3He +3 He ! 2 • p + 4He + 12.9 MeV Najbardziej perspektywiczną techniką termojądrową jest neutronowa laserowa fuzja wodorowo-borowa, wymaga ona jednak osiągnięcia temperatury rzędu 3 mld stopni Kelvina. p +11 B ! 3 • 4He + 8.7 MeV, to równanie zmieni naszą cywilizację. Energetyka jądrowa. Dotychczasowa energetyka jądrowa wykorzystuje reakcję rozszczepienia ciężkich jąder atomowych (fission). Surowiec dla reaktora, taki jak uran lub pluton, jest rzadki i kosztowny, odpady jądrowe, niebezpieczne produkty uboczne rozszczepienia trzeba przechowywać w specjalnych budowlach przez dziesiątki tysięcy lat. Nie ma tych wad energetyka termojądrowa, która wykorzystuje reakcję fuzji jądrowej (fusion). Reakcja rozszczepienia ciężkich jąder atomowych (fission) jest kontrolowana i wykorzystywana w energetyce w elektrowniach jądrowych. Wytwarzana w ten sposób energia jest wykorzystywana do napędzania turbin generatorów energii elektrycznej. Rozszczepienie jądrowe (fission). • Ciężkie jądro atomu (np. izotop 235U) rozpada się, tworząc dwa lub więcej lżejszych jąder. • Jest to reakcja łańcuchowa, która może prowadzić do niebezpiecznych eksplozji. • Ciężkie jądro bombardowane jest neutronami. • Istnieje ustabilizowana od dziesięcioleci technika pozwalająca na kontrolowanie rozszczepienia. • Odpady jądrowe, niebezpieczne produkty uboczne rozszczepienia, stanowią wyzwanie środowiskowe. Fuzja jądrowa (fusion). Reaktory fuzji jądrowej mają niepowtarzalne korzyści dla przyszłego wytwarzania energii. W przeciwieństwie do konwencjonalnych reaktorów jądrowych nie mogą topić się i nie wytwarzają materiałów promieniotwórczych, które wymagają specjalnej utylizacji. Zagrożenia związane z bezpieczeństwem i środowiskiem z reaktorami termojądrowymi są minimalne, a deuter i lit wymagane do spalania mogą być wydobywane z wody morskiej. Elektrownia fuzji jądrowej może być zbudowana przy konkurencyjnym koszcie i praktycznie nie wymaga żadnych kosztów poza kosztami operacyjnymi. Podwojenie produktu temperatury plazmy, gęstości i czasu uwięzienia (znanego jako kryterium Lawson) co dwa lata, przynoszą postępy współmierne do prawa Moore'a. Budowę bardzo dużego reaktora fuzyjnego typu tokamak nazwanego Międzynarodowym Reaktorem Termojądrowym (ITER) rozpoczęto od 1985 od porozumienia między Reaganem i Gorbaczowem, ale uzyskanie energii z tego reaktora naukowcy przewidują w roku 2055. • Dwa lub więcej lekkich jąder łączą się tworząc cięższe jądro. • Nie ma reakcji łańcuchowej, nie ma odpadów nuklearnych. • Lekkie jądra muszą być rozgrzane do bardzo wysokiej temperatury i utrzymywane w wielkim zagęszczeniu. • Surowce są bardzo łatwo pozyskiwane z wody morskiej. Zalety fuzji jądrowej. Czysta. Fuzja nie wytwarza odpadów promieniotwórczych i gazów cieplarnianych, emitując tylko hel jako spaliny. Wymaga także mniej powierzchni niż wytwarzanie energii przez techniki odnawialne. Bezpieczna. Energia fuzyjna jest z natury bezpieczna, bez możliwości wystąpienia wybuchu i skażenia środowiska na dziesiątki tysięcy lat. Obfita. Jest wystarczająco dużo paliwa jądrowego, aby zasilić planetę przez miliardy lat. Elektrownia fuzyjna może być zasilana np. przez izotopy wodoru (deuter i tryt), które mogą być wydzielane z wody morskiej oraz z litu. Na żądanie. Elektrownia fuzyjna może wytwarzać energię na żądanie i nie wpływa na nią pogoda. Ponieważ jest również bezpieczna i nie powoduje zanieczyszczenia, elektrownia fuzyjna może znajdować się w pobliżu miejsca, w którym jest to wymagane. Reaktory fuzji jądrowej w przeciwieństwie do konwencjonalnych reaktorów jądrowych nie mogą topić się i nie wytwarzają materiałów promieniotwórczych, które wymagają specjalnej utylizacji. Zagrożenia związane z bezpieczeństwem i środowiskiem z reaktorami termojądrowymi są minimalne. Elektrownia fuzyjna (fusion) może zostać zbudowana przy konkurencyjnym koszcie w stosunku do elektrowni jądrowej rozszczepieniowej (fission) . Dlaczego nastąpiło w ostatnich latach przyspieszenie w opracowaniu mini reaktorów fuzyjnych ? Dzięki opracowaniu przez zespół z Massachusetts Institute of Technology (MIT) wraz z firmą CFS magnesów nadprzewodzących nowego typu (o podwojonej mocy), nastąpi 10-krotne zmniejszenie rozmiarów i masy reaktora. Magnesy nadprzewodzące utrzymują w reaktorze plazmę w pułapce magnetycznej. W USA i w Wlk. Brytanii pracuje nad mini reaktorami fuzyjnymi (CFR) ponad 20 zespołów, najbardziej zaawansowany jest niewątpliwie koncern Lockheed Martin, mający także inwestycję lotniczą w Polsce. Lockheed Martin zapowiada pierwszy komercyjny reaktor fuzyjny już za 6 lat. Dwie firmy (TAE Technologies i LPPFusion) budują najbardziej perspektywiczne mini reaktory fuzyjne, wykorzystujące jako paliwo mieszankę protonowo-borową, która nie wytwarza neutronów. Koncern Google opracowuje komputerowy algorytm Optometrist, który ma zmniejszyć o połowę straty energii w reaktorze firmy TAE Technologies. Fuzja jądrowa na mieszance protonowo-borowej jest trudniejsza do osiągnięcia niż fuzja deuter-tryt w reaktorach tokamakowych, takich jak w reaktorze firmy General Fusion., bo wymaga o wiele wyższej temperatury. Firma TAE Technologies spodziewa się, że temperatura plazmy w jej reaktorze osiągnie około 3 mld stopni Kelvina, czyli ponad 200 razy więcej niż temperatura rdzenia słonecznego. Firma TAE Technologies wraz z koncernem Gogle użyje do opracowania reaktora fuzyjnego superkomputera o mocy przetwarzania rzędu exaflopów (do obliczania procesów stabilizacji plazmy). TAE Technologies, największa na świecie i najbardziej zaawansowana prywatna firma zajmująca się fuzją termojądrową, ogłosiła, że jej generator plazmy Norman, sterowany strumieniem pola (FRC), przekroczył nowy kamień milowy, przynosząc firmie perspektywę komercyjnej energii termojądrowej. Norman, urządzenie laboratoryjne o wartości 100 mln $, nazwane imieniem założyciela firmy, dr. Normana Rostkera, zostało ujawnione w maju 2017 r. Pierwszą plazmę osiągnięto w czerwcu 2017 r. Po ponad 4 000 eksperymentów Norman przekroczył możliwości i wydajność poprzedniego reaktora FRC (C-2U) i ustanowił nowy rekord firmy w zakresie temperatury plazmy. Po ponad 100 000 eksperymentach, firma TAE Technologies dokonała przełomu w plazmie i stabilizacji, osiągając komponent Long Enough w roku 2015. Rok później firma rozpoczęła budowanie swojego urządzenia piątej generacji, mocniejszego i bardziej wyrafinowanego (Norman), aby dalej zwiększać temperaturę plazmy w pogoni za Hot Enough. Rewolucyjne podejście do fuzji firmy TAE Technologies łączy zaawansowany akcelerator i fizykę plazmy oraz wykorzystuje nieradioaktywną mieszankę wodorowo-borową (pB-11) jako źródło paliwa. Opatentowana technologia FRC, napędzana wiązką magnetyczną wstrzykuje wysoko-energetyczne atomy wodoru do plazmy, aby system był bardziej stabilny. To rozwiązanie jest kompaktowe i energooszczędne, co da praktyczną komercyjną elektrownię, która będzie ekonomicznie konkurencyjna w stosunku do innych technik energetycznych i zapewni ciągłe wytwarzanie energii. TAE Technologies udało się już zdobyć potrzebne zainteresowanie i wsparcie w wysokości 800 mln $ od takich grup, jak Goldman Sachs i Vulcan Paula Allena. Laserowa fuzja wodorowo-borowa (PB) nie uwalnia żadnych neutronów w swojej podstawowej reakcji -- innymi słowy, nie jest radioaktywna. Nie wymaga radioaktywnego paliwa i nie wytwarza odpadów radioaktywnych. W odróżnieniu od większości innych metod generowania energii, nie są potrzebne wymienniki ciepła, ani też turbiny parowe -- fuzja wodorowo-borowa uwalnia energię prawie bezpośrednio w postaci elektryczności. Nie potrzeba skomplikowanych konstrukcji reaktorów, takich jak w tokamakach lub stellaratorach. Technika laserowa od kilkunastu lat kroczy po krzywej wykładniczej, ponieważ zwiększa moc laserów 10-krotnie co 3 lata, czyli laserowa fuzja wodorowo-borowa jest już blisko. Prototyp mini reaktora fuzyjnego (typu DT lub PB) rozpocznie komercyjną produkcję taniej i czystej energii elektrycznej prawdopodobnie za 6-15 lat. Firma LPPFusion. - Hel jest jedynym produktem ubocznym reakcji. - Nasza technika nie wytwarza odpadów radioaktywnych. - Nasze dwa źródła paliwa, wodór i bor, są w zasadzie nieograniczone. Pochodzą z regularnych zasobów wody, wody morskiej i boru i wystarczą na miliardy lat. - Możemy rozłożyć nasze małe generatory, aby zdecentralizować sieć energetyczną i zmniejszyć jej zależność od zdarzeń losowych. Generator Focus Fusion o mocy 5 MW, który nie będzie wymagał drogich turbin, będzie kosztować około 300 000 $ i wytwarzać energie elektryczną w cenie 0,5 centa za kWh, 10 razy mniej niż najtańsza obecnie technika. MIT i Commonwealth Fusion Systems. Pracują nad nowatorskim podejściem do problemu izolacji termicznej. Używają nadprzewodników wysokotemperaturowych, aby utrzymać ciągłe reakcje, które w przeciwnym razie stopiłyby konwencjonalne materiały stałe. Naukowcy z obu instytutów zamierzają opracować nowe magnesy nadprzewodzące z wykorzystaniem taśmy stalowej pokrytej unikatowym związkiem zawierającym tlenek itru-baru-miedzi. Inne firmy termojądrowe. Rosnące zainteresowanie inwestorów prywatnych - zwłaszcza profesjonalnych inwestorów venture capital oznacza początek nowej fazy rozwoju energii termojądrowej. Są to przedsiębiorcy, którzy wkrótce spodziewają się wyników i wykładają pieniądze na stół. • LPPFusion - stworzona w 1994 roku z funduszy NASA, zarejestrowany w 2002 roku, z siedzibą w NJ. Finansowanie wynosi 1,2 mln $ od Fundacji Abella i indywidualnych inwestorów, a od tego czasu zrealizowano pięć kolejnych ofert (w tym niektóre finansowane społecznościowo). • TAE Technologies - założona w 1998 roku w Kalifornii. Posiada 800 mln $, główny inwestor Paul Allen, współpracuje od roku 2017 z Google. • General Fusion - założona w 2002 roku, z siedzibą w Kanadzie, 50 naukowców, finansowanie: 90 mln$. • Proton Scientific - założona w roku 2005, z siedzibą w Illinois. • Woodruff Scientific, Inc. - założona w 2005 roku, z siedzibą w Seattle, badania kontraktowe w zakresie fuzji jądrowej, pracuje zarówno dla firm publicznych, jak i prywatnych. • Global Energy Corporation - założona w 2006 roku z siedzibą w Wirginii, badania nad technologią hybrydowego rozszczepienia i fuzji, NASA sfinansowała część tej pracy. • Tokamak Energy - założony w 2009 roku w Wielkiej Brytanii. Finansowanie: 13 mln $ w jednej rundzie z funduszy venture. • First Light Fusion - Spun Out z Oxfordu założony w 2011 roku, z siedzibą w Wielkiej Brytanii, finansowanie: 32 mln $. • Helion Energy - założony w 2013 roku, z siedzibą w Waszyngtonie. Finansowanie: 5 mln $ kapitału zalążkowego z DoE, plus 12 mln $ • Applied Fusion Systems - założony w roku 2014, z siedzibą w Wielkiej Brytanii, wykorzystanie indywidualnych inwestorów. • CTFusion - założona w roku 2015, z siedzibą w Seattle, finansowanie z rządu USA. • Commonwealth Fusion Systems - Spun Off z MIT, założony w roku 2017, z siedzibą w Massachusetts, finansowanie: 50 mln $ od ENI (globalny koncern energetyczny). • Hyperjet Fusion - powstał w 2017 roku, połączył się z HyperV Technologies Corp w 2017 roku z siedzibą w Virginii, finansowanie: 28 mln $ od rządu USA plus nieznana suma z Strong Atomics. Jedna wielka korporacja inwestuje w fuzję: Skunk Works Lockheed’a Martin’a rozpoczął budowę kompaktowego systemu fuzji (CFR) w roku 2010. Po ukończeniu kilku cykli projektowania i budowania testów, zespół przewiduje, że będzie w stanie wyprodukować prototyp reaktora w ciągu 5-ciu lat. Mini reaktor fuzyjny w Polsce mógłby zostać zbudowany w kooperacji z jedną z wiodących firm amerykańskich i byłby finansowany ze środków przeznaczonych na projektowanie i budowę w Polsce elektrowni jądrowych (typu fission), z celowego podwyższenia akcyzy od paliw płynnych oraz ze składek społecznych (np. obligacje jądrowe). Drugi święty Graal fizyki -- laserowa fuzja wodorowo-borowa. Drugi święty Graal fizyki i niespełnione od kilkudziesięciu już lat marzenie ludzkości to fuzja jądrowa, która będzie prawdziwie skutecznym i trwałym rozwiązaniem światowego kryzysu energetycznego. To marzenie w najczystszej rewelacyjnej postaci jest bliższe urzeczywistnienia, niż kiedykolwiek wcześniej ! Laserowa fuzja wodorowo-borowa nie uwalnia żadnych neutronów w swojej podstawowej reakcji – innymi słowy, nie jest radioaktywna. Nie wymaga radioaktywnego paliwa i nie wytwarza odpadów radioaktywnych. W odróżnieniu od większości innych metod generowania energii, nie są potrzebne wymienniki ciepła, ani też turbiny parowe - fuzja wodorowo-borowa uwalnia energię prawie bezpośrednio w postaci elektryczności. Nie potrzeba skomplikowanych konstrukcji reaktorów fuzyjnych, takich jak tokamaki lub stellaratory. Nowy, sferyczny, ekologicznie czysty prototyp reaktora rozpocznie produkcję taniej energii elektrycznej prawdopodobnie już w połowie lat dwudziestych naszego wieku: - podgrzanie wodoru i boru odbywa się przy pomocą laserów, a plazma osiąga temperaturę nawet 3-ch mld stopni Kelvina i gęstość 100 tysięcy razy większą od tej powstającej w reaktorze deuterowo- trytowym, - 1 kilodżulowy laser zwiększa pole magnetyczne do 4500-10000 Tesli przez ponad jedną nanosekundę, jest to pole około 100 razy silniejsze niż wytwarzane przez potężne magnesy nadprzewodzące. - drugi laser powoduje reakcję łańcuchową fuzji jądrowej, - przeprowadzone eksperymenty laboratoryjne wykazują, że wydajność syntezy jądrowej wzrasta o ponad miliard razy w stosunki do metod klasycznych, - produkcja energii według proponowanego systemu byłaby czterokrotnie tańsza od energii z węgla i bez emisji dwutlenku węgla. Jesteśmy świadkami rodzenia się techniki, która będzie powszechna prawdopodobnie w najbliższych 2-ch dekadach ! Należy mieć nadzieję, że spełnią się zapowiedzi głównego autora laserowej fuzji wodorowo borowej – prof. Heinrich’a Hora z University of New South Wales w Sydney, który twierdzi, że „reakcja 12 mg paliwa boru może wytworzyć ponad 1 GJ = 277 kWh energii elektrycznej otwierając drogę "absolutnie czystemu reaktorowi mocy, który wytwarza tanią energię”. Mówi też: "Z punktu widzenia inżynierii, nasze podejście będzie o wiele prostszym projektem, ponieważ paliwa i odpady są bezpieczne, reaktor nie będzie potrzebował wymiennika ciepła i generatora turbin parowych, a lasery, których potrzebujemy, można wykupić z półki". "Teraz, w ciągu 8-miu do 10-ciu lat, spodziewam się, że mini reaktory fuzyjce będą produkowane z obecnych technik. Potrzeba około 0,5 mld $ na kapitał startowy, kolejne 20 mln ciągu dwóch lat i „jeśli wszystko rozwijać się będzie zgodnie z oczekiwaniami" - kolejne 100 mln $ na kompletny projekt reaktorów. Są to śmiesznie małe nakłady finansowe w porównaniu do wydatkowanych na dotychczasowe poszukiwania tego świętego Graal’a fizyki. Reakcja fuzji H-11B jest aneutroniczna - nie wymaga działania neutronów ani ich wytwarzania. Żadne z wejść reaktora nie jest radioaktywne. Produktem "odpadowym" jest hel, również nieradioaktywny. Ani produkty wejściowe, ani wyjściowe nie są toksyczne.” "Wydajność" to prędkość zastosowana do cząstek alfa - szybko poruszających się jąder helu. Istnieje kilka sposobów na wyodrębnienie prędkości jako energii, z których większość jest bardzo skuteczna w przekształcaniu tej prędkości w energię - w trójfazowy prąd zmienny za pomocą techniki transmisji HVDC. Jeśli reaktor pracowałby z jednym strzałem laserowym na sekundę, średni prąd DC wynosi 780 Amper przy 1,4 MV. – podaje prof. Hora. Energia termojądrowa z protonów reagujących z 11B, HB11, jest niezwykle trudna lub niemożliwa, gdy stosuje się termiczny zapłon przez napromieniowanie laserem. Zmienia się to radykalnie, gdy stosuje się pikosekundowe impulsy laserowe o mocy powyżej petawatów, zdominowanych przez nieliniowe napędzane siłą ultralegowe przyspieszenie bloków plazmowych do nietermicznej inicjacji zapalania paliwa HB11 o stałej gęstości. Do cylindrycznego pułapkowania reakcji, laser musi wyprodukować pole magnetyczne powyżej kilotesli. "Z punktu widzenia inżynierii, nasze podejście będzie o wiele prostszym projektem, ponieważ paliwa i odpady są bezpieczne, reaktor nie będzie potrzebował wymiennika ciepła i generatora turbin parowych, a lasery, których potrzebujemy, można wykupić z półki". Koszty. Wszelkie prognozy mówią, że mini reaktory fuzyjne będą wytwarzać energię elektryczną w cenie 0,5-2 centów USA za kWh, czyli kilka razy taniej niż z obecnych elektrowni jądrowych. Koszt budowy laserowego reaktora wodorowo-borowego powinien być 2 razy mniejszy niż reaktora rozszczepieniowego typu SMR. Wnioski. Firmy termojądrowe zajmujące się projektowaniem i budową mini reaktorów termojądrowych oraz większość fizyków jądrowych (MIT, Prof. Heinrich Hora z Uniwersytetu Nowej Południowej Walii, Michael Laberge) prognozują dostarczanie komercyjnych mini reaktorów termojądrowych już za 6-15 lat. Dlatego należy przystąpić do nawiązania kooperacji Polski z takimi firmami jak Lockheed Martin, MIT wraz z Commonwealth Fusion Systems czy TAE Technologies, aby uzyskać szybszy dostęp do komercyjnej techniki termojądrowej i przejść od schyłkowej techniki rozszczepieniowej do przyszłościowego wytwarzania czystej i taniej energii w technice mini fuzyjnej. mgr inż. Bogdan Kasierski 55-003 Wojnowice, ul. Jemiołowa 74 bkasierski@gmail.com tel. 505 222 219 Wojnowice, 19.11.18

Jest coś takiego jak społeczna korzyść dla państwa z utrzymywania i dotowania nawet nierentownych zakładów/branż, ale dających utrzymanie dziesiątkom/setkom tysięcy pracowników tak jak w polskim górnictwie. Bilansowo państwo wychodzi na tym na dużym plusie. A smog to kopcenie gratów z importu, jeżdżących po drogach.

Drugi Święty Graal fizyki i niespełnione od kilkudziesięciu już lat marzenie ludzkości to energia termojądrowa (fuzja jądrowa), która będzie prawdziwie skutecznym i trwałym rozwiązaniem światowego kryzysu energetycznego. Zbliża się wielki przełom w dziedzinie energetyki termojądrowej, rozpoczęła się nowa rewolucja przemysłowa. Energia czysta, tania, bezpieczna i w nieograniczonej ilości zacznie odmieniać świat już w następnej dekadzie. W ciągu ostatnich dwóch dekad kapitał podwyższonego ryzyka zaangażował miliardy $ w badania nad energią termojądrową (mini reaktory fuzyjne), a wiele prywatnych firm bierze udział w wyścigu, aby jako pierwsi podłączyć elektrownię termojądrową do sieci elektrycznej. Kraje, który opracują, wdrożą lub przynajmniej przyłączą się do projektów energetyki termojądrowej, wprowadzą świat w nową erę. Najbardziej perspektywiczną techniką termojądrową jest laserowa fuzja wodorowo-borowa. p(1H) + 11B ---> 12C ---> 3α (3 x 4He) + 8.57 MeV, to równanie zmieni naszą cywilizację.

a gdzie kwitnie gornictwo z wydobyciem 2 tony wegla na zmiane? Tylko Polakow na to stac.

RAK płuc kwitnie, trudno abyśmy go likwidowali.