Zinātnieki vēsta, ka tas ir ļoti svarīgs sasniegums, kas nākotnē varētu pavērt ceļu tīrās enerģijas attīstībai un ļautu atteikties no fosilā kurināmā izmantošanas.
Imitējot procesus, kas notiek Saules iekšienē, ASV zinātniekiem izdevies pirmo reizi vēsturē ar kodolsintēzes reaktoru panākt pozitīvu enerģijas bilanci. Proti – procesā ieguva vairāk enerģijas, nekā tika iztērēts reaktora darbināšanai.
"Kodolsintēzes princips kā zinātniskais princips zināms jau ļoti sen. Lielais izaicinājums, ko izdevies sasniegt amerikāņu zinātniekiem – kā šo degvielu saspiest mazā vietā līdz tik lielam spiedienam un tik lielai temperatūrai, lai kodolsintēze sāktos," skaidro Latvijas Universitātes fizikas profesors Vjačeslavs Kaščejevs.
Eksperiments noticis Lorensa Livermoras laboratorijā Kalifornijā. Zinātnieki izmantoja lāzerus, lai panāktu atomu sintēzi. Eksperimenta rezultātā viņiem izdevies iegūt 3,15 megadžoulus enerģijas, kas ir pāri par 50% vairāk, nekā tika izlietots eksperimenta veikšanai.
Šī ir pirmā reize, kad šādā eksperimentā izdevies iegūt būtisku enerģijas pārpalikumu.
Lai zinātniskais panākums kļūtu ekonomiski izmantojams enerģijas ražošanā, nepieciešamas vēl vairākas desmitgades. Taču, kad tas notiks, sabiedrībai kļūs pieejama gandrīz neierobežota un daudz lētāka elektronerģija.
Zinātnieki ar šādiem kodolsintēzes eksperimentiem cenšas atdarināt procesus, kas notiek uz Saules un citām zvaigznēm.
"Pirmoreiz tas mums ļāvis atdarināt noteiktus apstākļus, kas sastopami tikai zvaigznēs un Saulē. Šis pavērsiens ir svarīgs solis ceļā uz klimatneitrālu kodolsintēzes enerģiju, kas nodrošinātu mūsu sabiedrības vajadzības," pavēstīja ASV enerģētikas ministre Dženifera Grenholma.
Viņa uzsvēra, ka ASV ir gatavas uzņemties vadību šo tehnoloģiju attīstībā.
"Ja mums izdosies attīstīt kodolsintēzi, mēs to varēsim izmantot tīras elektrības ražošanā, transportlīdzekļu darbināšanai, smagajā rūpniecībā un citur."
Eksperiments noticis Lorensa Livermoras laboratorijā, kur zinātniekiem bija iespēja darboties ar 192 lāzeriem.
Kodolsintēzes process notiek, kad divi atomi tiek pakļauti milzīgam karstumam (vairāk nekā 100 miljoni grādu pēc Celsija), lai panāktu to savienošanos lielākā atomā. Šajā procesā rodas ievērojams daudzums enerģijas.
Kodolsintēzes pētījumu ceļu iet ne tikai amerikāņu zinātnieki, bet arī eiropieši. Zināmākais ir ITER projekts Francijā, kurā līdzdarbojas arī Latvijas zinātnieki.
"Amerikāņu ceļš ir taisīt mikroskopiskus sprādzienus – uzspridzinot mazas plastmasas kapsulas ar iekšā ieslēgtu ūdeņraža izotopu maisījumu. Kapsulas krīt lejā, un uz tām šauj visjaudīgākie pasaules lāzeri. Lāzeri jāsinhronizē, lai patiešām sanāktu mazais sprādziens. Tas, ko Amerikas zinātniekiem izdevies parādīt – ja viens sprādziens ir puf, tad viņiem, ir sanācis puf-puf. Ārā ir nācis divreiz vairāk enerģijas, nekā ir ieguldīts," skaidro Kaščejevs.
Visas šobrīd izmantotās kodolspēkstacijas pasaulē darbojas uz kodolu dalīšanās principa. Turpretim kodolu sintēzes procesā kodoli vispirms tiek savienoti, proti – no vieglākiem elementiem veidojas smagāki un gluži kā Saules iekšienē ūdeņradis pārtop hēlijā. Šajā procesā atbrīvojas liels daudzums enerģijas, kuru iespējams izmantot elektroenerģijas ražošanai.
Taču līdzšinējās kodolsintēzes metodes arīdzan patērēja ļoti daudz enerģijas, tādēļ šis process bija ekonomiski neizdevīgs un nav pielietojams lielos mērogos.
Ja tagad veikto eksperimentu izdotos atkārtot lielākā mērogā un nodrošināt stabilas reakcijas, tas būtu revolucionārs pagrieziena punkts enerģētikas attīstībā.
Turklāt atšķirībā no kodolu dalīšanās reakcijas, kas tiek izmantota tagadējo atomelektrostaciju darbināšanai, kodolsintēzes procesā nerodas liels daudzums bīstamu radioaktīvo atkritumu, ko nepieciešams ilgstoši uzglabāt. Ar kodolsintēzi būtu iespējams iegūt daudz vairāk enerģijas, bet radioaktīvo atkritumu daudzums būtu salīdzinoši neliels.
Kaščejevs arī uzsver, ka kodolsintēzes reaktori ir drošāki nekā tagadējās atomelektrostacijas.
"Ja kaut kas noiet greizi, viss atdziest un apstājas. Kodolsintēzē nav iespējama slavenā ķēdes reakcija, kas ir parasto kodolieroču un kodolreaktoru katastrofu pamatā," skaidro Kaščejevs.
Zinātnieki gan norāda, ka pagaidām kodolsintēzes rezultātā iegūtās enerģijas daudzums ir diezgan mazs un vēl būs vajadzīgs gadiem ilgs darbs, lai pilnveidotu šo procesu un attīstītu līdz rūpnieciskiem mērogiem.
Pagaidām nācies ieguldīt miljardiem dolāru, lai iegūtu salīdzinoši nelielu enerģijas daudzumu.
"Pašlaik mēs varam iegūt tik daudz enerģijas, lai uzvārītu 10 tējkannas ar ūdeni. Lai varētu darbināt spēkstaciju, mums nepieciešams daudz lielāks enerģijas ieguvums," raidsabiedrībai "CNN" norāda britu kodolfiziķis Džeremijs Čitendens.
