ITER poate fi considerat unul dintre cele mai importante și ambițioase proiecte de cercetare din acest moment. 

Început în anul 2006, ITER are ca scop obținerea de energie prin fuziune nucleară, tehnologie nouă, care va schimba radical întreaga societate umană, făcând posibilă renunțarea la completă la combustibilii fosili și la centralele atomice.
ITER înseamnă în limba latină „Calea/Drumul” și presupune construirea celui mai mare reactor din lume, în interiorul căruia temperatura va atinge 150 de milioane de grade Celsius, un record absolut.

Ce este fuziunea nucleară

Prin încălzirea hidrogenului la temperaturi extrem de ridicate, atomii acestui element chimic fuzionează între ei și formează heliu, reacție prin care se eliberează o cantitate foarte mare de energie. Fuziunea nucleară presupune, de fapt, reproducerea într-un reactor a reacției care are loc în interiorul stelelor. Totodată, din cauza temperaturii extrem de ridicate, gazul se transformă în plasmă, care este reținută în interiorul reactorului (numit Tokamak) cu ajutorul unui câmp magnetic extrem de puternic.

Când va fi complet funcțional, reactorul de la ITER va produce 500 MW de energie, de 10 ori mai mult decât cantitatea de energie care va fi folosită pentru încălzirea plasmei (doar 50MW). Prin urmare, reactorul va genera de 10 ori mai multă energie decât va consuma pentru funcționare. Această energie nu va fi însă transformată în electricitate și folosită, ci doar produsă în scopul cercetării.

Construcția reactorului experimental a început în sudul Franței, în localitatea Saint-Paul-lez-Durance. Complexul se va întinde pe 42 de hectare și va cuprinde în total 39 de clădiri. În acest moment, construirea complexului este gata în proporție de 70%. La acest ambițios proiect participă 35 de țări din întreaga lume, iar 35 de români s-au alăturat deja echipei.

Energie pentru zeci de milioane de ani

Când va fi gata primul reactor de fuziune nucleară, care sunt problemele cu care se confruntă echipa și ce avantaje va aduce omenirii noua tehnologie de producție a energiei? Am stat de vorbă cu Bernard Bigot, directorul general al proiectului ITER.

Vă rog să explicați care sunt avantajele fuziunii nucleare față de actualele metode de obținere a energiei și de ce aceasta va fi soluția salvatoare a viitorului.

Bernard Bigot: Fuziunea are un număr de mare de avantaje. Care sunt sursele de energie de astăzi? Avem, pe de o parte, energiile regenerabile, pe de altă parte energiile fosile și în cele din urmă energia produsă prin fisiunea nucleară (centralele atomice, n.r), care utilizează uraniu.

Energiile regenerabile sunt intermitente și au un caracter difuz. În acest caz, fuziunea are un avantaj clar: va fi o producție care poate fi continua, variabilă în timp, controlabilă în orice moment și de altfel va asigura o productie masivă, care poate răspunde nevoilor atât marilor orașe, cât și cerințelor la scară industrială, care necesită o continuitate și o mare cantitate de energie.

Combustibilii fosili produc gaze cu efect de seră, eliberează în atmosferă mari cantități de substanțe care au un impact negativ asupra climatului și mediului înconjurător. Fuziunea în schimb nu are impact nici asupra mediului înconjurător, nici asupra climatului. Nu o să eliberăm decât câteva sute de kilograme de gaz, un gaz neutru, care nu este radioactiv – heliu. Nu există impact asupra climatului, mediului și a sănătății oamenilor. Deci sunt avantaje clare.

Pe de altă parte, energiile fosile sunt limitate, este un stoc pe care suntem pe cale să-l epuizăm într-un inteval de câteva sute de ani. În schimb, materiile prime destinate fuziunii sunt din abundență, disponibile pentru o populație de zece miliare de locuitori, pentru zeci de milioane de ani. Deci, iată un alt avantaj foarte clar.

În ceea ce privește fisiunea nucleară, ea produce deșeuri radioactive pe care le numim de viață lungă (mai multe mii, chiar milioane de ani de produși radioctivi), fuziunea, în schimb, nu va produce deșeuri radioactive importante. Va exista totuși o producție de neutroni, care va activa pereții reactorului, dar va fi pe o durată scurtă de timp față de deșeurile radioactive produse de fisiune.

În cazul fisiunii există și un risc, dacă se pierde controlul sistemului de răcire: „inima”, miezul reactorului se poate topi. În cazul fuziunii însă, reacția este sigură, ea nu se poate autoproduce. În cazul ITER o să avem doar două grame de combustibil, de hidrogen în reactor, iar dacă unul din parametrii depășește valorile cerute, atunci reacția se oprește. Nu există energie stocată, este doar un flux de energie. Acest flux poate fi oprit în orice moment, putem pierde circuitul de răcire, putem pierde alimentarea electrică, nu există riscul ca reacția să se autoproducă. Sunt, iată, avantaje decisive, care explică de ce cei șapte mari parteneri ai ITER-ului, reprezentând 35 de țări, printre care și România, au vrut să cerceteze această tehnologie.

Totuși, fuziunea presupune practic realizarea într-un mediu controlat a unei „stele în miniatură”. Prin urmare, cât se sigură este noua tehnologie, va exista un pericol în momentul în care va fi folosită pe scară largă?

Bernard Bigot: Așa cum spuneam, nu există pericolul de-a pierde controlul asupra modului de producție a energiei. Deci nu există riscul ca reactia să se producă necontrolat. Singurul pericol care ar putea apărea ar fi un incendiu, pericol care poate fi controlat. Ar fi de asemenea periculos dacă cineva ar intra în miezul reactorului, pentru ca vom avea o producție masivă de neutroni, care dacă ar interacționa cu un corp uman vor distruge celulele precum un proiectil. Dar avem un sistem de protecție care va impiedica acest fel de accidente. Avantajul major al acestei tehnologii este că va fi în permamență sub control și nu va reprezenta un pericol nici pentru populația din jur, nici pentru muncitori.

Când credeți că va putea fi obținută energie prin această nouă metodă, deci când ar putea deveni realitate reactoarele de fuziune nucleară?

Bernard Bigot: Avem un planning foar clar al acestui proiect. Vorbim de un proiect de cercetare pentru a demonstra că stăpânim această tehnologie și că suntem capabili să o reproducem la scară largă.

Etapele sunt foarte clare: o primă plasmă va fi obținută în anul 2025 - care ne va permite să verificam că toate componentele au fost corect instalate, apoi vom crește progesiv puterea, timp de zece ani consecutivi. Vom instala sisteme de încălzire suplimentare, componente care vor fi necesare pentru a trece într-o fază de putere deplină a fuziunii – care este prevăzuta în 2035.

Începand cu anul 2035 vom avea o perioadă de zece ani pentru a experimenta această mașină, pentru a optimiza și a realiza o mașină de tip industrial, producătoare de electricitate. Vor fi deja în 2045, dar vom avea nevoie de încă zece ani pentru a construi reactorul industrial care va fi conectat la rețeaua electrică producătoarea de energie – primul din serie, deci ajungem în anii 2050-2060. Începând din aceasta dată, vom putea utiliza la scară larga o energie produsa de fuziune.

Poate părea mult pentru unii, dar trebuie să avem răbdare atunci cand creem o tehnologie inovatoare, care poate revoluționa problema aprovizionării cu energie la nivel mondial. Din punctul meu de vedere, pe la mijlocul celei de a doua jumătăți a acestui secol, dacă reușim proiectul ITER, vom putea pune la dispoziție aceasta nouă tehnologie pentru toată planeta.

Care sunt principalele provocări cu care se confruntă sau s-a confruntat proiectul ITER? Cum au fost depășite?

Bernard Bigot: Prima provocare cu care s-a confruntat proiectul a fost modul intern de funcționare, pentru că este ceva excepțional să existe 35 de tari, grupate în 7 mari membri, printre care și Europa, care se asociază pentru o perioadă mai mare de 40 de ani, într-un proiect de cercetare de o dimensiune industrială. Inițial, acest poriect a fost văzut mai mult ca un forum internațional decât ca un proiect industrial. În aceste condiții, în perioada 2013-2014 am constatat că modul intern de luare a deciziilor în cadrul proiectului, acea formă de „guvernare’’, nu era potrivit și a trebuit să intervenim. Sunt fericit să spun că propunerea pe care am făcut-o în acea perioada a fost pusă în aplicare și de patru ani proiectul funcționează dupa cele mai bune standarde de gestiune de proiect de acest tip.

A doua provocare este dată de faptul că cele 35 de țări sunt convinse ca fuziunea poate fi o ruptură tehnologică majoră. De aceea, am făcut un acord prin care am decis ca fiecare țară va face contract cu fabricanții proprii, pentru a produce componentele pe care le vom asambla aici, la ITER, în Franta. Deci, acest mod original de relație între clienți pe de o parte, furnizori pe de altă parte, a fost o sursă de complicații suplimentare. Dar am reușit să depășim problema.

De asemenea, avem și unele provocări de ordin tehnic: trebuie să construim piese care măsoară mai multe zeci de metri, care cântăresc câteva sute de tone și trebuie realizate, unele dintre ele, cu precizie de un milimetru, lucru care nu a mai fost făcut până acum nicăieri în lume, deci a trebuit să inovăm.

Care este contribuția României la proiectul ITER?

Bernard Bigot: România este una dintre cele 35 de țări implicate și are contributii foarte importante. În ceea ce privește personalul, avem astăzi 1.200 de persoane și 38 dintre aceștia sunt români. Suntem foarte încântați de colaborarea cu ei, pentru că sunt persoane foarte competente, iar printre aceștia îi menționez pe directorul meu de cabinet, Ioan Cruceana, și pe Ruxandra Pilsiu, de la comunicare. În cercetare, calitatea oamenilor este pe primul plan.
De asemenea, aveam colaborări industriale cu România.

De exemplu, a trebuit să producem polimeri speciali pentru a asigura stabilitatea clădirii reactorului, iar acești polimeri au fost produși în România. Avem și o imensă hală de asamblare, care a fost construită cu o parte din materiale fabricate în România. Suporții podurilor rulante care vor transporta 1.500 de tone și vor alinia milimetric componentele în reactor au fost de asemenea fabricate în România. Un alt exemplu este colaborarea cu anumite institute de cercetare din România, pentru a dezvolta tehnologii noi.

Când urmează să fie finalizat proiectul ITER și ce contribuție va aduce la cercetarea în domeniul fuziunii nucleare?

Bernard Bigot: Proiectul a fost finalizat din punct de vedere conceptual și va fi finalizat din punct de vedere al realizării cu prima etapă – obținerea primei plasme în 2025. Finalizarea completă va avea loc în 2035 și va dura până în 2045-2047 pentru a putea obține un maximum de informații și studii legate de funcționarea fuziunii, care pentru prima dată în lume va produce de zece ori mai multă energie față de cantitatea pe care trebuie să o injectăm pentru încălzirea plasmei. Va trebui să încălzim două grame de hidrogen la 150 de milioane de grade Celsius, deci vorbim de un challange considerabil.

În China există proiectul EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak), unde ar fi fost obținuă energie prin fuziune timp de 10 secunde. Ce diferențe există între acest proiect și ITER?

Bernard Bigot: În lume exisă numeroase proiecte de dezvoltare a fuziunii, există o varietate de reactoare de tip Tokamak, încă din anii 1950, care au observat fenomenul fuziunii, dar nu reușesc să obțină mai multă energie decât cea consumată pentru a funcționa.

Proiectul EAST din China este un Tokamak supraconductor, având același tip de bobine care creează câmpul magnetic și la ITER, dar de dimensiuni reduse, care îl impiedică să producă energie. El analizează însă un ansamblu de fenomene importante, pentru a pregăti experientele de la ITER. Acest tip de reactoare Tokamak sunt sateliți ai proiectului ITER: există în China, în Corea, în Europa, este normal. E ca și cum ar trebui să testăm o mașină de raliu extrem de puternică: nu o putem da pe mâna unui pilot care nu poate conduce nici măcar o mașină obișnuită. Ne trebuie un ansamblu de echipamente, care ne vor permite să antrenam cercetătorii, tehnicienii și să obținem astfel rezultate științifice importante.

Ce alte proiecte similare de cercetare în domeniul fuziunii nucleare există în prezent la nivel mondial?

Bernard Bigot: Nu există alte proiecte similare astăzi în lume, care să permită o producție netă de energie. Există însă proiecte cu Tokamak de dimensiuni reduse, în care se cercetează posibilități alternative, fenomene particulare ale fuziunii. Sunt încântat să văd că în lume există patroni care investesc în mici societăți care au ambiția de-a aduce o contributie în acest domeniu. Orice informație care poate fi folosită pentru a îmbunătăți proiectul ITER este binevenită. Dacă ar reuși în ciuda legilor fizicii pe care le știm astăzi, dacă ar fi o descoperire științifică majoră care ar permite să facem fuziune de-o manieră mult mai simplă, mult mai rapidă și mai puțin costisitoare, nu aș putea decât să fiu încântat.

Interviu realizat de Roxana Ruscior