Dyrektor Zarządzający międzynarodowego konsorcjum EUROfusion, prof. dr A. J. H. Donne zwiedził laboratoria NCBJ i spotkał się z polskimi uczestnikami konsorcjum. Gościom zaprezentowano potencjał badawczy i konstrukcyjny Instytutu, który może być wykorzystany w pracach nad budową reaktorów termojądrowych.

Międzynarodowe konsorcjum EUROfusion powołane do życia w 2014 r. grupuje instytucje naukowe z 27 krajów europejskich. Jego celem jest przygotowanie budowy przemysłowych instalacji pozyskujących energię z kontrolowanych reakcji termojądrowych. Pierwszym etapem na tej drodze będzie uruchomienie termojądrowego reaktora demonstracyjnego ITER, który powstaje w Cadarache we Francji. Kolejnym ma być zbudowanie reaktora termojądrowego DEMO o konstrukcji przydatnej dla przemysłowego wytwarzania energii elektrycznej. Miejsce budowy tej instalacji nie zostało jeszcze wybrane, a horyzont czasowy przedsięwzięcia wykracza poza rok 2050. Zanim powstanie DEMO muszą zostać przeprowadzone bardzo szeroko zakrojone badania zarówno fizyczne jak i inżynierskie. O tych sprawach rozmawiano z goszczącymi w Polsce prof. dr A. J. H. Donne, Dyrektorem Zarządzający (Programme Manager) konsorcjum EUROfusion oraz towarzyszącym mu dr X. Litaudon dyrektorem Departamentu Fizyki dla ITER-a. W drugim dniu wizyty w Polsce, 2 grudnia 2016 r., naukowcy odwiedzili ośrodek jądrowy w Świerku.

Obecnie działające elektrownie jądrowe wykorzystują zjawisko rozszczepienia ciężkich jąder uranu na lżejsze składniki. Ponieważ w każdej pojedynczej reakcji masa sumaryczna produktów rozszczepienia jest mniejsza niż masa rozszczepianego jądra, to w procesie takim jest uwalniana porcja energii, której wielkość odpowiada różnicy mas zgodnie ze słynnym wzorem Einsteina E=mc². Energia wydziela się także wówczas, gdy w reakcji fuzji jądrowej łączą się ze sobą jądra lekkie, gdyż masa sumaryczna dwóch łączących się bardzo lekkich jąder – np. deuteru i trytu – jest większa niż jądra powstałego z ich połączenia. Aby doszło do fuzji jądrowej, łączące się jądra muszą zbliżyć się do siebie, pokonując odpychanie elektryczne. Jest to możliwe, gdy poruszają się one z dużymi prędkościami np. w plazmie rozgrzanej do bardzo wysokiej temperatury. Takie warunki panują np. we wnętrzu gwiazd, których energia pochodzi właśnie z zachodzących w nich reakcji syntezy termojądrowej. Naukowcy marzą o stworzeniu podobnych warunków w dobrze kontrolowanej instalacji reaktora termojądrowego. Pozwoliłoby to pozyskiwać na Ziemi tanim kosztem ogromne ilości energii, a na dodatek procesowi temu nie towarzyszyłoby powstawanie kłopotliwych odpadów promieniotwórczych.

Budowa reaktora termojądrowego stanowi ogromne wyzwanie naukowe i techniczne. W szczególności ekstremalne warunki, które będą panowały wewnątrz reaktora wymagają użycia odpowiednich materiałów konstrukcyjnych. Dodatkowo materiały użyte do bezpośredniej konstrukcji reaktora i całego jego oprzyrządowania oraz otoczenia muszą być odporne na naświetlanie niesłychanie silnymi strumieniami neutronów emitowanych w reakcjach termojądrowych. Obecne laboratoria badawcze nie posiadają tak silnych źródeł neutronów o odpowiednich energiach. Naukowcy planują zbudować specjalną instalację, w której jądra deuteru rozpędzone w akceleratorze uderzać będą w tarczę z płynnego litu, a po drugiej stronie tarczy pojawi się pożądany strumień neutronów, którym będzie można naświetlać testowane materiały.

Polska stara się o to, by instalacja taka została zbudowana na jej terytorium. Polskie instytuty badawcze, w tym NCBJ, mogłyby wnieść istotny wkład w jej wybudowanie, uruchomienie i eksploatację. Wizyta przedstawicieli EUROfusion w Świerku miała m.in. służyć przedstawieniu naszych kompetencji w tym zakresie. Gościom zaprezentowano reaktor badawczy Maria, przy którym naukowcy i inżynierowie od kilkudziesięciu lat badają podatność materiałów na promieniowanie neutronów. Pokazano opracowywane w Świerku detektory oraz urządzenia do wytwarzania i badania plazmy. Przedstawiono także kompetencje instytutu w dziedzinie fizyki akceleratorów – własne konstrukcje akceleratorów medycznych i przemysłowych oraz elementy akceleratorów badawczych budowane w Świerku na potrzeby takich ośrodków jak CERN czy DESY.

W spotkaniu w Świerku ze strony polskiej uczestniczyli m.in. dr hab. Andrzej Gałkowski, dyrektor Instytutu Fizyki Plazmy i Laserowej Mikrosyntezy im. Sylwestra Kaliskiego (IFPiLM), dr hab. Roman Zagórski, wicedyrektor IFPiLM, kierownik Centrum naukowo-przemysłowego Nowe Technologie Energetyczne (CENTE), prof. dr hab. inż. Urszula Woźnicka, Instytut Fizyki Jądrowej PAN (IFJ), dr hab. Marek Scholz, IFJ oraz gospodarze z dyrektorem NCBJ dr. hab. Krzysztofem Kurkiem, zastępcą dyrektora ds. innowacji i wdrożeń dr Agnieszką Syntfeld-Każuch i przewodniczącym Rady Zarządzającej CENTE dr. Jackiem Rzadkiewiczem.