MASINA CARE PRODUCE MAI MULTA ENERGIE DECAT CONSUMA
V.M.: Cum ati ajuns sa lucrati la EFDA-JET, cel mai mare centru de cercetare in fuziune nucleara din lume?
Alexandru Boboc: Dupa ce am terminat doctoratul in Italia, mi s-a oferit o bursa Marie-Curie la Universitatea din Limerick. La sfarsitul lui 2003, un fost coordonator al meu din Irlanda mi-a trimis un e-mail in care imi spunea ca cei de la EFDA-JET au o pozitie deschisa. In Europa nu exista foarte multi specialisti in domeniul meu, si asa am avut norocul sa ajung aici. Postul a fost dat exclusiv pe principii de competenta profesionala, cum este normal. Nu a contat faptul ca sunt roman...
V.M.: De ce sunt atat de importante cercetarile care se desfasoara la JET?
Alexandru Boboc: Rezervele de combustibili fosili, in particular petrolul, se vor epuiza in acest secol, iar efectul de sera il resimtim deja cu totii. Prin urmare, energia nucleara este poate singura sansa a omenirii de a supravietui in contextul actual.
V.M.: Si cum obtineti energie la JET?
Alexandru Boboc: Exista doua metode de obtinere a energiei electrice din reactii nucleare: fisiune si fuziune nucleara. Fisiunea nucleara este deja o tehnologie bine stapanita, dar are trei mari dezavantaje: se consuma mult uraniu, care este un combustibil limitat, deseurile prezinta o radioactivitate care persista milioane de ani, iar principiul de functionare prezinta riscuri mari (aduceti-va aminte de Cernobil).
Insa mai avem o alta optiune: fuziunea nucleara. Daca ea nu este momentan disponibila comercial, in prezent, aici la JET, se lucreaza in directia aceasta. Cercetarea in acest domeniu a inceput in perioada razboiului rece, odata cu inventarea bombei cu hidrogen, care functioneaza pe principiul fuziunii nucleare necontrolate.
In anii ‘50 s-a pus problema de a putea controla si extrage aceasta energie imensa folosind atomi usori. Cercetatorii din fosta Uniune Sovietica au inventat primele camere de fuziune cu confinare magnetica, denumite TOKAMAK. Aparatul cu care lucram noi, JET, este un fel de capcana magnetica imensa si experimentala si este singura masina de fuziune care este capabila sa functioneze cu deuterium si tritium, cei doi izotopi ai hidrogenului care vor fi folositi in viitorul reactor comercial de fuziune nucleara. Ea poate sa rezolve multe dintre intrebarile oamenilor de stiinta.
Pe de alta parte, proiectul ITER este primul pas in viitor, fiind prima masina de fuziune nucleara capabila sa functioneze in regim de reactor, adica sa produca mai multa energie decat se introduce in ea. Acest reactor va fi dat in folosinta in 2020 si va fi pasul decisiv catre primul prototip de centrala nucleara comerciala de fuziune, proiectat sa functioneze din 2050.
Daca JET este un proiect al comunitatii europene, la ITER colaboreaza UE, SUA, Japonia, Rusia, China, India si Canada. Si va costa peste 10 miliarde de dolari numai pentru a fi construit. Tot ce s-a construit pana in prezent este doar o jucarie pe langa ITER.
Eu fac parte din grupul care se ocupa de designul unuia dintre zecile de sisteme de diagnosticare a plasmei care vor fi instalate pe ITER. La acest proiect lucreaza mii de cercetatori si oameni de stiinta. Daca experimentul va reusi, se va putea construi prima statie experimentala comerciala.
V.M.: Ne puteti explica cat mai simplu principiile fizice care stau la baza acestui proiect?
Alexandru Boboc: In cazul reactiilor de fisiune, atomii grei de uraniu se descompun in atomi mai mici plus energie. Problema este ca acesti atomi mici pot avea o inalta radioactivitate, iar reactia poate deveni necontrolata daca nu este permanent tinuta sub observatie.
) |
| Fizicianul Alexandru Boboc in laborator Foto: Courtesy of EFDA-JET |
 |
Exista la ora actuala diverse tehnologii experimentale construite pentru a fuziona atomii. Unele folosesc laserul (fuziunea inertiala), altele utilizeaza magnetii (fuziunea cu confinare magnetica). Cea din urma este in stadiul cel mai dezvoltat. Pe principiul fuziunii cu confinare magnetica se bazeaza primul reactor de fuziune din lume, ITER, care se construieste in prezent.
Principiul de functionare este simplu: o camera speciala in forma de covrig, continand o multime de magneti, comprima in interior si mentine in suspensie, departe de pereti, plasma la temperaturi de sute de milioane de grade Celsius pana la punctul in care atomii ionizati fuzioneaza. In prezent se folosesc izotopi ai hidrogenului - deuteriul si tritiul, care se pot obtine din apa de mare, si respectiv litiul. Ca deseu rezulta heliul, care este un gaz inert si nu e radioactiv.
Din 30 mg de deuterium (1 litru apa de mare) si 50 mg de litiu (din 5 grame de minereu de litiu) se poate obtine energia echivalenta a 360 litri de petrol (aproximativ 2,2 barili). Principalele avantaje ale fuziunii sunt resursele practic nelimitate de combustibil, faptul ca nu exista deseuri radioactive directe, iar aparitia unei reactii nucleare necontrolate este imposibila prin definitie.
Dar exista si cateva dezavantaje. Cel mai important este legat de costurile foarte mari pentru construirea unui prototip, deoarece dimensiunile reactorului trebuie sa fie foarte mari. Plus ca mai avem probleme cu intelegerea si controlarea acestor reactii pe termen lung.
ALTERNATIVA LA PETROL
V.M.: Un astfel de experiment poate sa revolutioneze piata energetica mondiala...
Alexandru Boboc: Categoric. Proiectul ITER trebuia sa inceapa in 1989, dar au aparut probleme politice. Uniunea Sovietica, unul dintre marii finantatori ai proiectului, s-a prabusit. Daca acest experiment va avea succes, costurile de producere a energiei ar fi foarte mici, asta pe langa siguranta intrinseca a sistemului. Cred ca aceasta este unica alternativa pe termen lung la petrol.
Tehnologiile noi apar in functie de necesitati. De exemplu, criza petrolului a fost de bun augur pentru ITER, pentru ca proiectului i s-a dat verde. Sunt inca probleme tehnice de rezolvat: camera reactorului va fi foarte mare - 30 de metri inaltime - si va necesita folosirea unor materiale care inca nu au fost puse la punct.
Mai este inca nevoie de munca de cercetare. Evident ca exista feluriti factori care decid ritmul cercetarii in fuziunea nucleara. De exemplu, la inceputul anilor ‘50 s-a investit mult in acest tip de proiecte, si s-a crezut ca in 5-6 ani se va obtine fuziune nucleara comerciala. Dar, odata cu aprofunderea intelegerii fenomenelor fizice, s-a constatat ca sunt imense costurile pentru constructia unui reactor experimental.
Unde lucrez eu, la JET, producerea unui singur impuls de plasma cu durata de 100 de secunde costa 25.000 de lire sterline si 2% (circa 2 GW) din energia electrica a Marii Britanii. Si producem aproximativ 20 de impulsuri pe zi. Deci costurile zilnice pentru a tine in functiune aceasta masinarie sunt foarte mari.
V.M.: Costurile fiind foarte mari, care este eficienta economica a unui astfel de proiect?
Alexandru Boboc: Daca te gandesti si la CERN, proiectul a costat aproximativ 5 miliarde de euro si a avut drept produs “secundar” punerea la punct a primului browser si a limbajului HTML. Impactul economic a fost urias. Dar in astfel de tehnologii noi, in care se lucreaza in domenii complet netestate (noi vom lucra la temperaturi la care nu s-a mai testat nimic niciodata pe Pamant) costurile mari sunt inerente.
Noi avem un ideal: sa facem o centrala nucleara conventionala pe fuziune pana in 2050. Heliul, deseul nuclear rezultat, nu este radioactiv, ci este un gaz pe care il putem folosi la o multime de lucruri... De exemplu, vom putea umple baloanele pentru copii cu “deseul” unei centrale nucleare!
ANTI-MODELELE SUNT LA PUTERE
Vlad Mixich: Cum ati inceput sa studiati fizica?
Alexandru Boboc: De mic am avut inclinatie spre mecanica, spre partea mai tehnica. Imi doream sa fiu inginer de aeronautica, dar in Craiova, orasul in care am facut liceul, nu exista o sectie de acest fel si m-am gandit sa fac totusi fizica, pentru ca fizica iti deschide mai multe usi.
V.M.: A fost fizica ca o prima dragoste?
Alexandru Boboc: Nu... eu eram bun la stiintele exacte, imi puteam alege si chimia, dar am ales fizica pur si simplu pentru ca imi placea mai mult. Aveam foarte multe carti de fizica in biblioteca parintilor, erau multe carti de popularizare a fizicii si toate astea mi-au dat un imbold catre fizica.
Tatal meu, de mic m-a invatat sa fiu autodidact: nu vroia sa ma ajute la lectii, imi spunea la matematica si la fizica “uite, daca vrei, aici este cartea asta, te uiti la capitolul 5 si citesti singur”. Si asta m-a ajutat enorm. Am citit foarte mult, nu numai fizica si stiinte, dar si literatura, care m-a ajutat sa-mi dezvolt creativitatea.
V.M.: Cum erau profesorii pe vremea cand erati elev?
Alexandru Boboc: Am avut in gimnaziu o profesoara care si-a dat seama ca imi place fizica si ma sacaia intruna: la fiecare ora vroia sa ma asculte. Si la sfarsitul trimestrului eram singurul cu mediile neincheiate. Ma stimula intr-un mod mai aparte. Apoi am avut un profesor foarte bun de matematica care dadea note pe idei, punea mare pret pe istetime, nu pe memorie.
V.M.: Cei doi faceau parte dintre acei profesori de moda veche?
Alexandru Boboc: Nu, din contra. Amandoi profesorii erau tineri, aveau in jur de 30 de ani, nu erau batrani...
V.M.: De ce credeti ca a scazut atat de mult calitatea invatamantului pre-universitar in Romania?
Alexandru Boboc: Motivul principal este ca nu mai sunt referinte. Inainte, ideea de a deveni inginer sau profesor era ceva fantastic. Acelea erau referintele. Acum ce referinte au romanii? Politicienii care fura sau cei care fac afaceri necurate si sunt smecheri. In Romania, idealul este sa ai bani si atat. Nu mai exista modele sanatoase. Dupa parerea mea, aceasta este principala problema. In Romania sunt la putere anti-modelele.
“AM AVUT NOROCUL UNUI CONCURS CORECT”
V.M.: Dupa facultate v-ati continuat studiile in Italia, la Padova. Ati petrecut mult timp in Italia. Sunt diferente notabile intre invatamantul din Italia si cel din Romania?
Alexandru Boboc: Nu ca sunt diferente, sunt enorm de mari diferentele... Eu am plecat dintr-un sistem in care principalul mod de a face cursuri la Universitate era dictarea. Am plecat in anul 4 si am avut norocul sa particip la un concurs corect.
V.M.: Ati avut norocul...?
Alexandru Boboc: Da, am avut noroc, erau doar vreo 5 burse la fizica pentru toata tara. Erau alte facultati unde se stia dinainte cine merge, concursul era aranjat. Desi nu eram un student de zece, la concurs am luat a doua medie. In Italia puteam sa fac orice curs doream, nivelul bursei era foarte bun, imi puteam plati masa si chiria, imi puteam cumpara si carti. In schimb, m-am trezit la cursuri ca trebuie sa fiu autodidact.
La noi, in Romania, in biblioteca universitara erau 10 carti de fizica in limba romana, restul in rusa sau deloc, si cartile erau foarte greu disponibile. De aceea profesorii dictau, pentru ca era dificil sa gasesti carti. In Italia am descoperit bibliotecile cu randuri-randuri de carti... Examenele se bazau nu pe memorie, ci pe intelegerea materiei. Asta m-a marcat mult.
Si alt lucru care m-a impresionat a fost mentalitatea profesorilor. Am avut un coleg care a picat un examen si care a fost anuntat de catre profesor ca nu a trecut, cu urmatoarele cuvinte: “ti-as recomanda sa repeti examenul”.
V.M.: Ce ar fi putut sa va ofere Romania in plus ca sa va convinga sa nu plecati in alta tara?
Alexandru Boboc: Lasand la o parte aspectul financiar, despre care nici nu are rost sa mai discutam... Cand m-am intors in Romania dupa bursa Tempus din Italia, un singur profesor din intregul departament m-a luat la el in cabinet sa ma intrebe cum e in Italia, cum se fac acolo cursurile si ce am facut. Unul singur! Si asta mi-a spus totul.
Nu stiu daca sistemul s-a mai schimbat intre timp, dar o astfel de intamplare m-a determinat atunci sa fiu sigur ca voi pleca cu prima ocazie. Eu cred, de altfel, ca singurul lucru care te poate opri sa nu pleci in strainatate este familia. Chestia cu “vai ce frumoasa e tara noastra, si muntii” se poate rezolva daca esti in strainatate si ai bani. Iei avionul si in doua ore esti la Iasi sa te odihnesti sub statuia lui Eminescu. Dar daca esti profesor la Iasi si ai rude la Giurgiu, se poate intampla sa nu ai bani sa mergi sa-ti vezi parintii, pentru ca ai salariul mic.
In rest, alt roman care se realizeaza prin alte parti... Bravo lui, rusine noua.
M-ar fi interesat explicatia echivalentelor energetice citate in articol 30mg deuterium / 50mg litium echivalente cu 2,2 barili de petrol... Ma gandesc la densitatea emisiei energetice in nucleul solar de circa 275 microW/cm3 din cauza conditiilor initiale (temperatura si densitate "reduse"). De aici intrebarile mai interesante: la ce temperaturi trebuie incalzita plasma si cum transofma energia degajata de reactie in electricitate?
In un reactor nuclear de fuziune lucrurile stau cam asa:
Plasma care este formata din atomii ionizati si electroni trebuie incalzita la sute de milioane de grade Celsius si este exprem de rarefiata (1 gram de combustibil in didamai reactorul)
Neutronul rezultat din reactie loveste peretii reactorului care contine litiu si care prin reactie nucleara genereaza tritiu necesar ca reactia sa se automentina.
Heliul rezultat in urma reactiei nucleare este in stadiu ionizat (particula alfa) si are o viteza foarte mare.
Aceasta particula detine circa 20% din energia de reactie si este confinata in reactor(adica se invarte in acel covrig) atata timp cat sa isi piarda viteza prin ciocniri cu alti ioni dupa care vine pompat afara.
Energia rezultata din fuziune este in principal caldura care vine absorbita de invelisul reactorului, in principal de partea inferioara numita divertor.
Aceasta caldura(energie termica ) vine preluata de sistemele de racire cu lichid(apa?!?) care devine vapori si care pune in miscare o turbina(asa cum se intampla la centralele conventionale cu carbune/petrol si cele de fisiune).
Pentru mai multe informatii vizitati:
www.jet.efda.org sau www.iter.org
Va rog sa umpleti paginile hotnews cu astfel de stiri, si sa scoateti stirile care includ cuvinte obscene ca : "gigi becali oana zavoranu corneliu vadim tudor tariceanu" etc...
Multumesc pentru o stire care merita citita.
legat de invatamant, stim cu totii ce dezastru e. iar anti-modelele mi-e teama ca o sa mai dureze...
Durerea e ca nici nu vad sa se schimbe ceva la noi.
Dar, din ce stiu si eu, fuziunea nucleara are nevoie si de temperaturi imense, care sporesc agitatia termica moleculara, atomii se ciocnesc violent, si fuzioneaza.
Pe suprefata soarelui nu sunt temperaturi suficient de mari pentru fuzionare... Acestea apar mai in centrul soarelui.
Dr. Alexandru Boboc este intr-adevar un model, din pacate insa doar putini oameni inteleg. Succes in continuare!
Inca din 1960 trebuia sa functioneze reactoare cu fuziune. E pueril motivul ca nu s-au construit reactoare pentru ca trebuiau multi bani bagati. Nu exista asa ceva... La cati bani ar fi scos pe partea cealalta, nu inseamna nimic investitia in cercetare. Dar unii trebuiau sa isi vanda barilii si sa isi construiasca altii rafinarii. Asa, cu cateva reactoare se rezolva din capul locului problema energiei, si ar fi putut si atunci sa ne subjuge, ca energia era la tot la ei, dar la alti "ei". :)) Dar asa a fost sa fie. De-acu sa vedem ce o sa mai fie...
In anii 60 cand petrolul era mai ieftin ca apa costurile nu erau justificate.
Fuziunea controlata a fost intotdeauna o mare, uriasa problema stiintifica si tehnica. Faptul ca fisiunea fost controlata (relativ) usor si repede, inca din vremea WWII, practic in numai cativa ani de cand au inceput sa se bage bani/resurse serioase in asta, nu inseamna ca automat lucrurile stau la fel cu fuziunea.
O comparatie simpla, nu neaparat si reusita -- e destul de usor si ieftin sa faci un ghiveci sa cada de pe balcon. Putin mai dificil sa-l duci inapoi de unde-a cazut, eventual si intreg...
Cam stiu ce vorbesc; in anii '80 am lucrat si eu in domeniu, in singurul laborator din tara care cat de cat mai tinea pasul cu strainii (adica macar stiam/intelegeam ce fac ei si mai puneam si noi cate-o caramida la zidul chinezesc...), daca traiam in alte vremuri si eram cu 15 ani mai tanar, poate acum as fi fost coleg cu Alexandru Boboc...
Rusii investeau big time, de fapt ei sunt autorii tehnologiei tokamak, francezii la Cadarache, italienii la Trieste, nemtii la Julich, pe unde-o mai fi si asta, englezii la Culham, americanii la LLL, japonezii aveau si ei un proiect mare... Se bagau deja de zeci de ani bani seriosi, dar progresele erau chinuitor de lente si marunte, kg/m3 cu kg/m3, grad cu grad (Kelvin, vreau sa zic...) si microsecunda cu microsecunda...
Passons. Oricum, super-profesionist omul, felicitari si la (mult) mai mare, macar de-ar fi cat mai multi ca el... De Mixich nu mai zic nimic, ca m-am obisnuit cu articole excelente de la el...
Multumim Vlad Mixich pentru ca te stradui sa ne aduci in fata modele, puncte de referinta - ceea ce lipseste cel mai mult in peisajul autohton.
Bravo inca o data si la mai mare
Sunt cu ochiul pe voi!!!
Rusine intregii prese romane.
apropos, nu este singurul roman care lucreaza pt ITER. am intalnit un cuplu de romani care lucreaza la un institut in germania si vin des la cadarache, eu locuiesc in regiune.
Cred ca merita un cuvant bun si Universitatea din Craiova, unde s-a format.
si acuma cateva zile cand am scris ca , profesorii NU MERITA nici un leu in + la salar, mi-au sarit multzi in cap
pai cum se poate explica faptul ca la UBB, din profesorii buni care mi-au predat in facultate , nu mai este nici macar unu?
au ramas fosilele Frentiu, Boian ai alte scursuri care , daca ii pui sa faca un design minimal , se uita ca matza in calendar
Si lor sa le dai mai multi bani? ..sa fim seriosi
Deci titlul nu este incorect, dar este inselator.
Articolul se doreste sa prezinte varianta fuziunii nucleare ca sursa de energie alternativa la ceea ce este in prezent.
Sper sa citesc tot mai multe articole de genul asta.
Te-ai mai ingrasat putin de pe vremea cind eram studenti la Padova! Ma bucur sa vad ca faci fizica, nu e simplu sa iei o slujba de cercetare zilele astea. Imi aduc aminte cum imi povesteai despre analizele de date in IDL si cum ii impresionai pe profii de la Padova cu prezentarile.
Mult success in contiunare!
Intamplator la trei ani de la publicare am citit articolul, iar acum regret.Sper din tot sufletul ca deja s-au obtinut ceva rezultate in plus.
Regret ca nu mai am timpul sa ma bucur de aceasta descoperire. Sper din tot sufletul ca macar nepotica noastra Andreea - Maria impreuna cu printii ei, copii nostrii, sa se bucure.
Ma rog la Bunul Dumnezeu ca pana cand se va face mare, sa poata alege un model intr-adervar demn de urmat.
Regretul meu este si mai mare pentru ca acum, la trei ani de la aparitia acestui articol, "modelele" prezentate copiilor si tineretului sunt la fel sau mai "noncoformiste", cum prezinta media "modelele" care sunt grotesti, nu merg la cursuri sau pierd noptile prin cluburi pentru ca au viitorul "asigurat" de parinti.
Tinerii Olimpici, Tinerii Inventatorii de la Universitatea Tehnica Gheorghe Asachii din Iasi (medaliati anual) in Europa sau in Lume sunt prezentati in doua trei ziare,intr-un articol de 5-6 fraze, sau 30 de secunde la stiri radio sau TV.
Pacat de ei si de cativa profesori care mai incearca sa pastreze viu geniul creativ al romanilor.
Domnului Doctor A.Boboc putere de munca si multumiri ca exista, sa poata lucra pana isi va vedea visul cu ochii.
Vlad Mixich felicit[ri pentru articol,regret ca nu l-am citit mai de mult.
Cu stima,Aurel