Lahko rečemo, da naš svet že danes posredno poganja fuzija. To je namreč proces, s katerim na Soncu nastaja energija. Sonce pa je vir energije na Zemlji: fosilna goriva so nastala iz organizmov, ki so rasli zaradi Sonca, vir vetrne, vodne in sončne energije je Sonce. Fuzija ni torej nič novega. V eni sami sekundi Sonce s fuzijo proizvede toliko energije, da bi energijskim potrebam celotnega človeštva zadostovala za 500.000 let. Ustvarimo torej fuzijo na Zemlji! Prav to skuša narediti projekt ITER, drugi najdražji znanstveni projekt v zgodovini – dražja je bila le Mednarodna vesoljska postaja. Predvidevajo, da bodo njegovi stroški okoli 40 milijard ameriških dolarjev. To je vsekakor prvi presežek.

V projektu ITER tako rekoč ves svet na jugu Francije na 42 hektarjih gradi do zdaj največji fuzijski reaktor na svetu. Ne morem se spomniti nobenega drugega projekta, ki bi združil Evropsko unijo, ZDA, Kitajsko, Rusijo, Indijo, Južno Korejo in Japonsko. Tudi to je presežek! Morda se mi ne bi zdel tako poseben, če ne bi profesor Motojima v Ljubljani predaval prav na dan po brexitu. Po njegovih besedah je fuzija tista, ki bo človeštvu zagotovila obstoj dodatnih nekaj tisoč let.

Pri fuziji gre za zlivanje dveh atomskih jeder v eno. Jedra vodika se ob visoki temperaturi in visokem tlaku zlivajo v jedra helija. Jedra helija imajo ob koncu procesa manjšo maso, kot so jo imela jedra vodika. Razlika v masi se manifestira kot energija. Med fuzijo na Soncu in to, ki bi jo radi naredili na Zemlji, je velika razlika. V jedru Sonca poteka fuzija pri temperaturi okoli 17 milijonov stopinj Celzija in tlaku približno 400 milijard barov. Ker na Zemlji ne moremo doseči tako visokega tlaka, moramo za stabilno reakcijo povišati temperaturo na vrtoglavih od 100 do 150 milijonov stopinj. Spet presežek! Nikjer na Zemlji ni tako visoke temperature.

Le nekaj metrov stran pa bo zelo hladno. Spajanje jeder bo potekalo v posebni napravi tokamak, ki je zgrajena v obliki obroča in obdana z močnimi elektromagneti. Ti bodo plazmo, to je snov, v kateri atomi razpadejo na jedra in elektrone in v kateri bo potekala fuzija, držali v sredini naprave, stran od sten, ki ne bi prenesli tako visoke temperature. Temperatura teh magnetov bo –269 stopinj Celzija!

ITER bo do zdaj največji tokamak na svetu. Še nekaj težko predstavljivih številk: volumen plazme bo 840 m3. Celoten reaktor bo težak 23.000 ton, kar 10.000 ton bodo težki magneti, ki bodo ustvarili magnetno polje, ki bo kar 100.000 krat močnejše od Zemeljskega magnetnega polja. Magneti bodo narejeni iz superprevodnih žic skupne dolžine 100.000 km, kar je 2,5-kratnik obsega Zemlje po ekvatorju. To je pravi tehnološki dosežek! Okoli tokamaka bo v funkciji termoizolacijske posode največji vakuum na svetu s prostornino 16.000 m3.

Vse to so ogromne številke, vendar njihov rezultat ne bo največ proizvedene energije. ITER naj bi proizvedel le 500 MW moči in za zdaj ne bo proizvajal elektrike. To je tudi manj od jedrske elektrarne Krško, katere toplotna moč je 2000 MW, električna moč pa 700 MW proizvedene električne energije. Kako to? Cilj projekta ITER namreč ni proizvodnja električne energije, temveč dokaz, da so tovrstni reaktorji mogoči.

Danes po svetu deluje okoli 200 poskusnih fuzijskih reaktorjev. Za zdaj vsi porabijo veliko več energije, kot je proizvedejo. ITER bo prvi, ki je bo proizvedel več, kot je bo porabil. In kdaj bo to? Prva napoved je bila za leto 2016. Po nekajkratnih spremembah te napovedi trenutno velja, je optimističen profesor Motojima, da bo začel delovati leta 2025.

Morda bo projekt presežka tudi v tem, da bo trajal še dlje. Dejstvo je, da pomeni ITER izjemno velik tehnološki izziv. Pri reševanju teh izzivov pa sodeluje tudi Slovenija. Slovensko podjetje Cosylab sodeluje pri razvoju nadzornega sistema za vodenje fuzijskega reaktorja. Inštitut Jožefa Stefana in Fakulteta za strojništvo Univerze v Ljubljani pa imata več raziskovalnih projektov, s katerimi iščejo rešitve za ITER: razvoj orodij za integrirano modeliranje plazme, sodelovanje pri razvoju diagnostičnih sond, razvoj merilnih naprav za diagnostiko plazme, testiranje komponent na sevanje žarkov gama in nevtronov, preizkušanje interakcije plazme z različnimi materiali, sodelovanje v eksperimentih, kjer preizkušajo fizikalne pogoje, komponente, orodja in metode, ki bodo uporabljeni v reaktorju ITER. Ko bo ITER deloval, bo k temu pripomogla tudi slovenska znanost!

Profesor Osamu Motojima je nekdanji generalni direktor organizacije ITER in aktualni predsednik Future Energy Research Association. Na vprašanje, kdaj bo ITER deloval, mi je odgovoril, da moramo biti potrpežljivi in veliki podporniki fuzije. Če bo fuzija res na čisti način rešila naraščajoče potrebe po energiji, potem sem lahko podpornica fuzije. Naslednik reaktorja ITER bo DEMO, ki naj bi začel delovati leta 2100, in takrat na Zemlji ne bo več težav z energijo. Bodimo torej potrpežljivi in optimistični.

Kako pa bo videti svet, ko se bo ravnovesje moči vzpostavilo na novo, ko ne bo več odvisno od lastništva fosilnih goriv? Morda o tem razmišljam prekmalu, vendar me to res zanima.