-
Ste vedeli, da praktično vso energijo,
ki jo uporabljamo, pridobimo iz Sonca.
-
Ljudje potrebujemo energijo za gibanje,
za razmnoževanje,
-
včasih tudi razmišljanje.
-
In energijo pridobivamo iz hrane.
-
Hrane, ki je večinoma zrasla
s fotosintezo iz Sonca.
-
Hidroenergija, ki jo izkoriščamo, je voda,
ki ima energijo, prihaja iz naših hribov
-
in na poti do morja jo zajezimo
in izkoriščamo to energijo.
-
To je energija Sonca.
-
V hribe pride voda zaradi izhlapevanja
naših rek, jezer in morij.
-
To vse pod vplivom Sonca.
-
Veter, vetrnice se vrtijo zaradi vetra.
-
In veter piha zaradi različne osončenosti
zemeljskega površja,
-
ki povzroči razlike v tlaku.
-
Se pravi tudi vetrna energija
je posledica Sonca.
-
Sončne elektrarne pretvarjajo
sončne žarke v elektriko.
-
Dandanes, večino energije, okoli 80 %,
dobimo iz tako imenovanih fosilnih goriv.
-
To so nafta, premog in zemeljski plin.
-
Tem fosilnim gorivom bi lahko rekli
tudi neke vrste biobaterije.
-
Namreč tam je shranjena energija,
ki jo je Sonce tekom stotin milijonov let
-
pošiljalo na Zemljo, ta energija se je
shranila v živečih organizmih
-
in tekom stotin milijonov let in pod
visokimi tektonskimi pritiski,
-
so se ti organizmi pretvorili
v fosilna goriva.
-
In mi človeštvo, bomo v 500 letih
porabili vse kar je narava proizvajala
-
stotine milijonov let.
-
Ali nismo dobri, ali si zaslužimo aplavz?
-
Ne, grajo si zaslužimo.
-
S tem, ko bomo pokurili vsa fosilna
goriva, bomo onesnažili ozračje
-
segreli Zemljo in nič pustili
našim zanamcem.
-
Fosilna goriva so relativno primitiven
in enostaven način izkoriščanja energije.
-
Ali smo lahko pametnejši?
-
En način je jedrska energija,
kjer s cepitvijo jeder urana pridobivamo
-
miljonkrat več energije na enoto mase,
kot s kurjenjem premoga.
-
Ali pa silicijevi paneli, kjer sončni
žarki, ko pridejo na ta silicijev panel
-
direktno pretvarjajo svetlobo v elektriko.
-
Kaj pa, če bi Sonce ustvarili na Zemlji?
-
Da bi naredili to, moramo vedeti
kaj se dogaja na Soncu.
-
Sonce in ostale zvezde pridobivajo
energijo iz procesa,
-
ki mu pravimo zlivanje.
-
Na Soncu se jedra vodika
zlivajo v jedra helija.
-
Temu procesu pravimo zlivanje ali fuzija.
-
Atomska jedra so pozitivno nabita
in zato, ker so pozitivno nabita
-
se med seboj odbijajo.
-
To je podobno, kot če bi hoteli žogo
spraviti na vrh hriba.
-
In ker se med seboj odbijajo,
jih je težko spraviti skupaj.
-
Ampak, če ta jedra pospešimo, podobno kot
če želimo žogo spraviti na vrh hriba,
-
jo močno brcnemo in žoga odleti
na vrh hriba.
-
In v svetu mikroskopskih delcev,
kot so atomska jedra,
-
je merilo za hitrost
teh delcev temperatura.
-
In na Soncu pri temperaturi
10 milijonov stopinj celzija
-
imajo ta jedra tako visoko energijo,
da premagajo odbojno silo,
-
pridejo dovolj blizu skupaj,
začne delovati močna jedrska sila,
-
jedra se zlijejo in sprosti se energija.
-
Sonce, ta vroč plin vodika zadržuje
s svojo velikostjo in svojo težnostjo.
-
Na Zemlji pa nimamo toliko prostora,
zato uporabljamo drugo reakcijo.
-
Izkaže se, da na Zemlji najlažje,
a še vedno zelo težko
-
dosežemo reakcijo fuzije oziroma zlivanje
jeder med dvema izotopoma vodika.
-
To sta devterij in tritij.
-
Devterij oziroma težki vodik
ima en nevtron več kot navaden vodik
-
in tritij oziroma super težki vodik moramo
segreti na 150 milijonov stopinj celzija.
-
Takrat sta tako hitra, da premagata
odbojno silo, prideta skupaj, se zlijeta
-
in nastane novo jedro helij ter nevtron.
-
Devterij se v naravi nahaja v vodi,
v sladki in morski vodi ga je ogromno.
-
Potem je tu še tritij. Tritij je
radioaktiven, zato ga v naravi ni.
-
Lahko ga pa na relativno enostaven način
pridobivamo iz litija.
-
Litij je lahka kovina, ki se nahaja
v zemeljski skorji
-
in precej ga je tudi v morski vodi.
-
Najbolj ga poznamo iz litijevih baterij
naših telefonov, računalnikov,
-
tudi avtomobilov.
-
In ko litij obstreljujemo z nevtronom,
ki nastane pri tej reakciji,
-
dobivamo tritij, gorivo.
-
Prednost te fuzijske reakcije je, da se
pri tem ne sproščajo škodljivi plini,
-
ni nobenih toplogrednih plinov.
-
Helij je žlahten plin, popolnoma inerten,
celo uporabljamo ga lahko za hlajenje
-
magnetov pri jedrski magnetni resonanci.
-
Radioaktivnih odpadkov bo zelo malo.
-
Nekaj radioaktivnosti bo,
ti odpadki bodo zelo kratkoživi.
-
Ta nevtron nastane pri reakciji,
ko z nevtronom obsevamo kakšno snov,
-
ta postane radioaktivna.
-
Ampak s pravilno izbiro materijalov
bomo poskrbeli,
-
da bo ta radioaktivnost po stotih letih
padla na naravno raven.
-
In teh odpadkov bo malo.
-
Še ena pomembna lastnost je,
da je ta reakcija izjemno varna.
-
Niti teoretično ne more uiti iz nadzora.
-
Ker je to reakcijo tako težko doseči,
če gre karkoli narobe,
-
se reakcija sama ustavi
in ni niti teoretične možnosti,
-
da bi prišlo do verižne reakcije.
-
Ena od prednosti fuzije
je tudi majhna poraba goriva.
-
Za primer vzemimo našo termoelektrarno
Šoštanj s 700 megavati električne moči,
-
ki na leto porabi
za 20.000 vagonov premoga.
-
To je vlak, ki bi segal
od Ljubljane do Londona.
-
Enako močna jedrska elektrarna,
približno naša jedrska elektrarna Krško,
-
v enem letu porabi za en tovornjak urana.
-
Enako močna fuzijska elektrarna
-
bo v enem letu porabila
en kombi devterija in tritija.
-
Do tukaj se sliši vse lepo in prav,
ampak kako to doseči.
-
Namreč, doseči moramo 150 milijonov
stopinj celzija in ta vroč plin
-
devterija in tritija moramo zadržati.
-
Trenutno nimamo materijala,
ki bi zdržal
-
tako visoke temperature,
zate se poslužujemo trika.
-
Ta vroč plin lahko zadržujemo
z magnetnimi polji.
-
In izkaže se, da to najlažje naredimo,
če to magnetno polje oblikujemo
-
v obliki obroča oziroma torusa.
-
Na sliki vidimo notranjost
takega torusa oziroma obroča.
-
Takemu reaktorju pravimo
tokamak. Na sliki je tokamak JET,
-
Joint European Torus, ki se nahaja
v Oxfordu v Veliki Britaniji.
-
V notranjosti je človek za primerjavo
velikosti, med obratovanjem ga ni.
-
Notri je vakuum.
-
150 milijonov je res malo preveč,
žejen bi postal.
-
Okrog te posode obročaste oblike
so magneti, ki notri ustvarjajo polje,
-
ki je 100.000-krat močnejše
od Zemeljskega magnetnega polja
-
in na ta način zadrži ta vroč plin
na sredini in preprečijo,
-
da bi prišel v stik s steno.
-
150 milijonov stopinj celzija si je
težko predstavljati,
-
še težje pa si je predstavljati,
kako doseči tako visoko temperaturo.
-
Uporabljamo štiri
različne načine segrevanja.
-
Prvi način je uporovno segrevanje.
Tega vsi poznamo,
-
ker ga uporabljamo v naših likalnikih,
električnih pečicah,
-
električnih steklokeramičnih ploščah.
-
Ko po žici teče električni tok
se žica segreje zaradi upornosti.
-
Podobno je ko po tokamaku spustimo tok;
se vroč plin notri segreje.
-
Ta tok je večji, kot v vaših pečicah,
10 milijonov amperov,
-
to je milijonkrat večji kot v vaši pečici.
-
To je prvi način segrevanja.
-
Drugi način segrevanja je z mikrovalovi.
-
Podobno kot doma v mikrovalovni pečici
segrevate hrano, ki vsebuje vodo,
-
lahko tukaj s posebnimi mikrovalovnimi
antenami segrevamo ta vroč plin.
-
Le da so te mikrovalovne antene
milijonkrat močnejše
-
od tistih v vaši domači pečici.
-
In tretji način segrevanja
je segrevanje z vbrizgavanjem delcev.
-
Na začetku sem omenil, da je temperatura
merilo za hitrost molekul.
-
In če zunaj tega tokamaka
postavimo pospeševalnik,
-
kjer te delce pospešimo na visoko hitrost
-
in potem devterij in tritij brizgamo
noter v tokamak,
-
bosta ta dva, devterij in tritij,
z visoko hitrostjo priletela noter
-
in svojo energijo oddala drugim delcem.
-
Kot pri biljardu, začnete s kroglami,
ki so na sredini razporejene v trikotnik.
-
Beli krogli daste visoko energijo,
da jo pospešite, ostale mirujejo.
-
Ko bela krogla trči v ostale jim preda
svojo energijo in dvigne temperaturo.
-
To je enak način.
-
In četrti način segrevanja je stiskanje.
-
Če plazmo (vroč plin) s posebnimi magneti
stisnemo, se segreje.
-
Podobno kot doma, če polnite gumo,
se zračna tlačilka,
-
s katero polnite zračnico
na kolesu, segreje.
-
Poskusite enkrat.
-
Zakaj tega še nimamo.
-
Znanstveniki in raziskovalci na področju
fuzije se dostikrat šalimo,
-
da je razvoj fuzije konstanten.
-
Namreč že 50 let govorimo,
da čez 50 let pa res bo.
-
Ampak zakaj jaz vrjamem, da nam bo uspelo?
Ker nam je že uspelo.
-
Namreč leta 1997 smo na tokamaku
JET dosegli tole.
-
Na delu slike vidite tokamak
med obratovanjem.
-
Dosegli smo zlivanje devterija in tritija
in proizvedli moč 16 megavatov.
-
16 megavatov ustreza moči
tipične hidroelektrarne na reki Savi.
-
Žal smo za segrevanje plazme
porabili malo več: 28 megavatov.
-
Tako pač je.
-
(Smeh)
(Aplavz)
-
Kje je problem?
JET je relativno majhna zadeva,
-
na sliki boste videli, da je kar velik,
ampak majhen.
-
Za fuzijski reaktor je majhen.
-
Majhne stvari se hitreje ohlajajo.
-
Predstavljajte si nedeljsko kosilo.
-
Greste k mami, mama da jušnik
vroče goveje juhe na mizo.
-
Ta jušnik je relativno velik
v primerjavi s krožnikom
-
in tam bo juha ostala vroča še uro in pol.
-
Ko date to juho iz jušnika na krožnik
-
se bo tam ohladila v 15 minutah,
če je ne boste prej pojedli.
-
Če date iz krožnika na žlico, malo
popihate, se bo takoj ohladila.
-
Skratka male stvari se hitreje ohlajajo.
-
Vidite JET, relativno velik v primerjavi
s človekom, ampak gradimo že ITER.
-
ITER je večji tokamak, ki ga gradimo v kraju
Cadarache na jugu Francije v Provansi.
-
Izjemno lep kraj.
-
To da je gradnja ITER
pomemben projekt, priča tudi to,
-
da pri njem sodeluje
več kot polovica človeštva.
-
Pri gradnji ITERja so moč združile
Evropska unija, Rusija, Indija, Kitajska,
-
Južna Koreja, Japonska in ZDA.
-
To so države za katere bi rekli, če berete
časopise, da se med seboj samo kregajo.
-
Ampak pri tem projektu
so združile moč in ga gradijo.
-
ITER bo večji, proizvedel
bo 500 megavatov moči,
-
to je četrtina toplotne moči
jedrske elektrarne Krško.
-
In proizvedel bo desetkrat več energije,
-
kot jo bomo porabili
za segrevanje tega vročega plina.
-
ITER bo predstavljal pomemben korak,
pomemben testni reaktor,
-
kjer bomo testirali tehnologije
za novo elektrarno.
-
Eden od izzivov s katerim se soočamo
v ITERju je, da bomo v tej napravi imeli
-
na eni strani, tam kjer vidite roza,
to je ta vroč plin,
-
tam bo 150 milijonov stopinj celzija.
-
In dva metra stran bodo magneti,
ki bodo hlajeni na - 270 stopinj celzija.
-
Dva metra stran boste imeli najvišje
temperature in najnižje temperature
-
na Zemlji.
-
Ampak to nam bo uspelo.
-
Zakaj jaz verjamem v fuzijo?
-
Leta 2004, ko sem diplomiral,
sem poslušal predavanje o fuziji.
-
Bil sem čisto navdušen in sem si rekel,
to je to kar potrebujemo, to grem študirat.
-
Potem sem delal doktorat
in ko sem videl koliko problemov je,
-
koliko izzivov, sem rekel,
to nam ne bo nikoli uspelo.
-
Tu ni možnosti da uspe.
-
Po doktoratu sem šel na podoktorsko
usposabljanje na JET,
-
Oxfordshire, Velika Britanija.
-
Ko sem videl JET, ko sem videl
koliko problemov smo že rešili,
-
ko sem videl da JET deluje in ko sedaj
vidim, da delamo ITER 30 let kasneje,
-
vse gre po planu, danes imamo boljše
materijale, boljše računalniške modele,
-
boljše sisteme vodenja, boljše detektorje,
ni drugega kot da nam bo uspelo.
-
ITER bo predvidoma začel obratovati leta
2025 in bo predstavljal osnovo za gradnjo
-
fuzijskih elektrarn, ki jih načrtujemo
med letoma 2040 in 2050.
-
Ko bomo enkrat naredili fuzijske
elektrarne, to ne bo več tehnološki,
-
ampak tudi družbeni preboj, namreč vojne
za energetske vire ne bodo več potrebne,
-
saj bo gorivo voda, ki je dostopna
praktično povsod.
-
Seveda to ne pomeni, da ne bo več vojn,
bo pa en razlog manj.
-
Jaz verjamem, da bo fuzija skupaj
s klasično jedrsko energijo,
-
skupaj s sončno energijo
in ostalimi obnovljivimi viri
-
predstavljala varen, trajnosten
in brezogljičen vir energije v prihodnosti.
-
Antične pripovedke pravijo da je Prometej
dal človeštvu prvo pravo tehnologijo,
-
to je ogenj, ki ga je ukradel bogovom.
-
In jaz verjamem, da bomo
mi njegovi dostojni nasledniki
-
in bomo človeštvu prinesli
Sonce na Zemljo.
-
Hvala.