Wyobraźmy sobie, że z naszego kraju znikają dymiące kominy elektrowni. Kopalnie węgla stają się muzeami, groźba zakręcenia kurka z gazem przez Rosję – wspomnieniem. Energii mamy pod dostatkiem. Jej źródło jest czyste, bezpieczne i szalenie wydajne. W zasadzie wystarczy woda morska i kamienie. Potrzebna będzie jeszcze tylko jedna rzecz: elektrownia termojądrowa.

Nad jej skonstruowaniem pracują obecnie zespoły uczonych z całego świata. Pieniądze inwestowane w badania liczone są w miliardach euro. To nic, że epoka czystej taniej energii nastanie dopiero za kilkadziesiąt lat. Kto pierwszy wybuduje elektrownię napędzaną reakcjami termojądrowymi, wyprzedzi resztę o całą epokę. To wyścig, na którego mecie rozstrzygną się losy naszej cywilizacji.

Pogoń za czystą energią

Zasoby paliw kopalnych – węgla, ropy i gazu – wyczerpują się, a ich spalanie szkodzi środowisku. Alternatywne metody produkcji energii, takie jak baterie słoneczne czy wiatraki, są mało wydajne. Po awariach w Czernobylu i Fukushimie energia atomowa budzi złe skojarzenia. Nic dziwnego, że od wielu lat trwają badania nad jej nową odmianą.

Fizycy pracujący w tej dziedzinie lubią żartować, że zajmują się sprowadzaniem Słońca na Ziemię. Nie ma w tym wiele przesady. Reakcja syntezy termojądrowej, zwanej też gorącą fuzją, jest podstawą działania gigantycznej elektrowni, jaką jest Słońce. W jego wnętrzu cały czas lekkie jądra atomowe łączą się, tworząc cięższe jądra. Jako efekt uboczny powstają wielkie ilości energii.

Zacznijmy od paliwa. Najprościej byłoby skorzystać z izotopów wodoru: deuteru i trytu. Izotopy te, czyli cięższe odmiany pierwiastka, są na Ziemi powszechnie dostępne. Deuteru jest w bród w wodzie. Tryt nie występuje w naturze, ale można go łatwo uzyskać z dość pospolitego pierwiastka, jakim jest lit.

Dlaczego warto to robić? Jeden gram wodoru „spalonego” w reaktorze termojądrowym może dać tyle energii, ile dostarcza 8 ton ropy naftowej lub 11 ton węgla kamiennego. Albo inaczej: na zaspokojenie rocznych potrzeb energetycznych czteroosobowej rodziny potrzeba kilograma kamieni i 2–3 litrów wody morskiej.

Jak przeżyć 100 mln stopni?

Teraz jednak zaczynają się schody. Jądra atomowe mają dodatni ładunek elektryczny i odpychają się. Aby zmusić je do połączenia się, czyli syntezy termojądrowej, trzeba stwo­rzyć ekstremalne warunki - podobne do tych panujących we wnętrzu Słońca. Temperatura sięga tam 14 mln stopni Celsjusza, a ciśnienie - 400 mld atmosfer.