Sari la conținut
Inovație energetică

Fuziunea nucleară: unde a ajuns cercetarea și ce ar schimba în sectorul energetic

Fuziunea nucleară: unde a ajuns cercetarea și ce ar schimba în sectorul energetic
Foto: Alexander Bobrov / Pexels

Gluma potrivit căreia fuziunea este mereu la treizeci de ani distanță circulă de prin anii ’70 și a fost, multă vreme, corectă. Ce s-a schimbat în ultimul deceniu nu este calendarul — care rămâne incert — ci natura efortului. Cercetarea a încetat să fie exclusiv un proiect public de laborator și a atras capital privat de miliarde de dolari, iar competiția dintre abordări s-a intensificat.

Merită lămurit întâi de ce este atât de greu. Fisiunea, folosită în centralele actuale, sparge nuclee grele și se declanșează relativ ușor. Fuziunea face opusul: unește nuclee ușoare, de deuteriu și tritiu, într-unul de heliu, eliberând un neutron rapid și o cantitate mare de energie. Problema este că două nuclee încărcate pozitiv se resping violent, iar pentru a le apropia suficient trebuie atinse temperaturi de peste o sută de milioane de grade — de câteva ori mai mari decât în centrul Soarelui, care compensează prin presiune gravitațională ceea ce noi nu putem reproduce.

Cele două drumuri principale

Confinarea magnetică menține plasma fierbinte suspendată într-o capcană de câmpuri magnetice, departe de pereții incintei. Configurația dominantă este tokamakul, un tor în care curenții și bobinele creează o structură de câmp elicoidală. Aici se înscrie ITER, proiectul internațional de la Cadarache, în sudul Franței, la care participă Uniunea Europeană, Statele Unite, China, Rusia, Japonia, Coreea de Sud și India — cea mai mare colaborare științifică din istorie după Stația Spațială Internațională. Obiectivul lui este demonstrarea unui câștig energetic net în plasmă, susținut suficient timp pentru a valida fizica unei viitoare centrale.

O variantă cu tradiție germană și japoneză este stellaratorul, care obține configurația de câmp exclusiv din bobine de o geometrie extrem de complicată. Este mai greu de construit, dar poate funcționa continuu, fără impulsurile de curent care limitează tokamakul.

Confinarea inerțială merge pe alt drum: comprimă o capsulă minusculă de combustibil cu lasere de mare putere, atât de rapid încât fuziunea are loc înainte ca materialul să apuce să se împrăștie. Laboratorul american de la Livermore a obținut prin această metodă, în 2022, primul câștig net raportat la energia laserului livrat țintei — un rezultat științific important, deși departe de un bilanț pozitiv la nivelul întregii instalații.

În paralel, zeci de companii private urmăresc scheme alternative: tokamakuri compacte cu magneți supraconductori de înaltă temperatură, configurații cu câmp inversat, compresie magneto-inerțială cu pistoane. Argumentul lor comun este că materialele noi permit mașini mult mai mici și mai ieftine decât cele proiectate acum două decenii.

Obstacolele care nu țin de plasmă

Chiar admițând că problema fizică se rezolvă, rămân câteva probleme inginerești pe care puțini le discută în comunicatele de presă:

  • Tritiul practic nu există în natură. O centrală ar trebui să și-l producă singură, într-o manta de litiu care înconjoară plasma și în care neutronii generează tritiu. Acest ciclu nu a fost niciodată demonstrat la scară.
  • Neutronii rapizi degradează structura metalică a incintei și o activează radiologic. Materialele care rezistă decenii la un asemenea bombardament sunt încă în dezvoltare.
  • Bilanțul energetic al instalației complete include magneții, sistemele de răcire criogenică, vidul, încălzirea plasmei. Câștigul în plasmă nu înseamnă automat energie livrată în rețea.
  • Costul de capital al unei prime centrale comerciale rămâne o necunoscută cu marjă foarte largă.

Ce ar însemna, dacă ar funcționa

Atracția este evidentă. Combustibilul — deuteriu din apă de mare și litiu — este practic nelimitat și distribuit geografic uniform, ceea ce ar dizolva o bună parte din geopolitica energiei. Nu există risc de reacție necontrolată: plasma se stinge de la sine la orice perturbare. Deșeurile radioactive rezultate sunt de activitate mult mai mică decât cele de la fisiune și cu perioade de decădere de ordinul deceniilor, nu al mileniilor.

Ar fi, în plus, o sursă de bandă, funcționând continuu, exact tipul de capacitate care lipsește unui sistem dominat de surse variabile și în care producția depinde de vânt și de soare.

Realismul cere însă o precizare de calendar. Chiar în scenariile optimiste, prima centrală de fuziune conectată la rețea nu apare înainte de anii 2040, iar o contribuție semnificativă la mixul energetic mondial ar veni undeva după 2060. Deciziile care trebuie luate acum, despre cărbune, gaz, nuclear clasic și regenerabile, nu pot fi amânate în așteptarea ei. Fuziunea este un pariu pe a doua jumătate a secolului, iar tratarea ei ca soluție iminentă a produs, de-a lungul timpului, mai multă dezamăgire decât progres.