energia dla naszej planety

dr hab. Andrzej Lenda prof. AGH
– Wydzia Fizyki i Techniki Jądrowej
Energia gwiazd
– energia dla naszej planety
W dniach od 23 kwietnia do
8 maja, w budynku Wydziału Fizyki
i Techniki Jądrowej, można było
zwiedzić wystawę „Energia gwiazd
– energia dla naszej planety”, prezentującą osiągnięcia ostatnich
dziesięcioleci europejskich wysiłków, zmierzających do pozyskiwania energii z syntezy jądrowej.
Wystawa opracowana przez
powołane przez Europejską Komisję konsorcjum European Fusion
Development Agreement w ciągu
ostatnich dziesięciu lat odwiedziła
już ponad 30 europejskich ośrodków edukacyjnych. W Polsce gościła w ubiegłym roku (w gdańskim
Hewelianum – Pomorskim Ośrodku Prezentacji Nauki i Techniki),
a tej wiosny odwiedziła Wydział Fizyki Poznańskiego Uniwersytetu
im. Adama Mickiewicza (3–18
kwietnia), naszą Uczelnię, a obecnie (15–30 maja) gości na Wydziale Fizyki Technicznej Politechniki
Warszawskiej.
Idea pozyskiwania energii z procesu syntezy jądrowej nie jest ideą
nową. Już w latach dwudziestych
20. wieku tacy fizycy jak Eddington
i Bethe rozwikłali zagadkę procesów egzoenergetycznych, zachodzących nieprzerwanie we wnętrzu
Słońca i innych gwiazd. Pod wpływem wielkich sił grawitacji oraz
temperatur rzędu 10–15 mln. °C
panujących w jądrze słonecznym
następuje (kilkuetapowy cykl Bethego) przemiana jąder wodoru
w jądra helu, a uwalniana w tym
procesie energia jest wypromieniowywana w przestrzeń kosmiczną.
Na Ziemi możemy próbować
realizować taką syntezę pomiędzy
jądrami cięższych izotopów wodoru. Potrzebne są tu jednak znacznie wyższe temperatury, rzędu 100
18
milionów °C, ze względu na brak
tak wielkich sił grawitacji jak we
wnętrzu gwiazd, lub – alternatywnie – olbrzymie gęstości plazmy,
tzn. kompletnie zjonizowanego gazu, którego składnikami są jądra
deuteru i trytu.
Energia termojądrowa znalazła
– niestety – zastosowanie w konstrukcji bomby wodorowej, która
nie jest niczym innym jak niekontrolowanym procesem syntezy termojądrowej. Próby ujarzmienia
procesu syntezy i prowadzenia go
w sposób w pełni kontrolowany
trwają od lat sześćdziesiątych. Po
początkowych sukcesach (wypracowana w Związku Radzieckim
idea tzw. tokamaka – urządzenia
pozwalającego na uwięzienie gorącej plazmy w odpowiednio skonfigurowanym polu magnetycznym)
nastąpił okres pewnego zniechęcenia, spowodowany głównie, generującymi olbrzymie koszty, trudnościami technologicznymi i materiałowymi. Odrodzenie idei budowy elektrowni termojądrowej było
możliwe dopiero przez stworzenie,
a może raczej skonsolidowanie
przez Komisję Europejską odpowiedniej grupy badawczej i alokowanie odpowiednich funduszy
(pięcioletni program dysponuje
kwotą rzędu jednego miliarda euro!). Grupy fizyków i inżynierów, liczące w sumie ponad dwa tysiące osób, pracują obecnie w ramach wspomnianego porozumienia EFDA, przy czym to europejskie
konsorcjum intensywnie współpracuje z odpowiednimi zespołami
z USA, Japonii i Korei Południowej.
W zbudowanym już (Anglia) największym na świecie reaktorze JET
(Joint European Torus) uzyskano
16 MW mocy z syntezy jądrowej,
a przyszły reaktor ITER (można to
czytać jako skrót od International
Toroidal Experimental Reactor, ale
warto zauważyć, że ten anagram
to jednocześnie „droga” po łacinie), którego powstanie jest zaplanowane na rok 2014, ma osiągnąć
moc ponad 500 MW i pracować
– jako urządzenie energetycznie
użyteczne (JET pochłania więcej
energii niż jej wytwarza) – przez
okres przynajmniej 20 lat. Doświadczenia zdobyte przy konstrukcji i funkcjonowaniu ITERa posłużą do opracowania modelu prototypu elektrowni termojądrowej.
Oczywiście nie należy odnosić
wrażenia, że energia termojądrowa to jedyne, a przynajmniej najlepsze, rozwiązanie problemu pozyskiwania energii. Jest to jedna
z możliwych opcji, niewątpliwie
kosztowna – przynajmniej na etapie studialnym, ale wymuszająca
na fizykach i technologach, rozwiązywanie całego szeregu problemów, których potencjalne zastosowania są olbrzymie. Tak jak program lotów kosmicznych zaowocował całym multum nowinek technicznych (poczynając od prostego
„rzepa”, a kończąc na wyrafinowa-
nych systemach wspomagania narządów ruchu osób niepełnosprawnych), tak synteza termojądrowa
otwiera nowe horyzonty techniczne
– choćby w materiałoznawstwie
czy wytwarzaniu i podtrzymywaniu
potężnych pól magnetycznych.
Niewątpliwym plusem reaktora termojądrowego jest kompletny brak
zagrożenia awarią i praktycznie zaniedbywalny problem odpadów
promieniotwórczych, a także dostępność i ilość materiałów będących jego paliwem – deuteru i litu.
Na wystawę „Energia gwiazd
– energia dla naszej planety” złożyło się w pierwszym rzędzie 30
poglądowych tablic zapoznających
zwiedzającego z fizyką i technolo-
gią syntezy jądrowej oraz prezentujących obecny stan zaawansowania badań. Specjalny trójwymiarowy projektor wyświetlał krótki
film, obrazujący elementy projektu
ITER, można też było oglądnąć
plazmę, powstającą w szklanej kuli, pod wpływem pola wysokich
częstości, elementy urządzeń (tokamak, stellarator) podtrzymujących w polu magnetycznym syntezę jądrową, przeglądnąć dodatkowe materiały dydaktyczne w multimedialnych komputerach i wreszcie prześledzić działanie ITERa na
dużej makiecie. Oprócz tablic dostarczonych przez twórców wystawy (EFDA) wystawa krakowska zawierała informacje o udziale pracowników WFiTJ w pracach związanych z syntezą termojądrową.
Uroczyste otwarcie wystawy
nastąpiło 23 kwietnia, w audytorium im. prof. Leopolda Jurkiewicza. Przewodniczący Komitetu
Honorowego wystawy, JM Rektor
prof. Ryszard Tadeusiewicz w swoim wystąpieniu celnie zaznaczył,
że fakt, że taka właśnie wystawa
gości w Akademii Górniczo-Hutniczej nie jest przypadkiem, ale wynika z pierwszoplanowego miejsca
problemów wytwarzania, przesy-
łania i oszczędzania energii w naszej Uczelni. Wiceprezydent miasta Krakowa, dr Bujakowski, odczytał adres prezydenta, prof. Majchrowskiego, nawiązujący do roli
wystawy jako niewątpliwego wkładu naszej Uczelni do uroczystości
związanych z akcesem naszego
kraju do Unii Europejskiej. Przedstawiciel Komisji Europejskiej, dr
Hardo Bruhns, przedstawił w wysoce profesjonalny, a zarazem
przystępny sposób, główne aspekty działalności konsorcjum EFDA,
a przewodniczący Państwowej
Agencji Atomistyki, profesor Niewodniczański podkreślił między innymi, pozytywny wpływ tego typu
ekspozycji na zmianę sposobu postrzegania problemu energetyki ją-
BIP 129 – maj 2004 r.
nych i socjalnych. Tym razem „konwencjonalni energetycy” wsparli
imprezę bliską tematycznie ich
działalności. Dużą pomocą była
także dotacja Państwowej Agencji Atomistyki, która w znaczącym
stopniu pokryła druk broszur edu-
drowej przez polskie (i nie tylko)
społeczeństwo. W Prezydium uroczystości otwarcia zasiadali także
dziekan Wydziału Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej UJ,
profesor Szymoński i dyrektor krakowskiego Instytutu Fizyki Jądrowej PAN, profesor Budzanowski
– kierownicy dwóch krakowskich
środowisk fizycznych, które uczestniczyły w przygotowaniu i realizacji
krakowskiej ekspozycji, a także
przedstawiciel Elektrociepłowni
„Kraków” S.A., głównego sponsora wystawy.
Sama wystawa okazała się niewątpliwym sukcesem. Odwiedziło
ją prawie trzy i pół tysiąca osób,
głównie młodzieży szkolnej w zorganizowanych grupach (ponad 80
grup szkolnych!). Tak duża frekwencja wyniknęła ze starań organizatorów: rozesłaliśmy zawiadomienia do ponad dwustu szkół,
przekazaliśmy odpowiednią informację krakowskiej prasie i radiu
(Radio Kraków i Radio Żak). Na
stronie internetowej Wydziału pojawił się odpowiedni materiał informacyjny, zawierający – oprócz informacji o samej wystawie – komplet hiperłącz do najciekawszych
stron, związanych z zagadnieniem
syntezy i projektami EFDA (http://
newton.ftj.agh.edu.pl/fusionexpo).
Zwiedzający wystawę, byli po niej
oprowadzani przez studentów Wydziału Fizyki i Techniki Jądrowej (w
grupie przewodników mieliśmy także kilku studentów fizyki UJ i dok-
torantów z IFJ PAN). Nasi przewodnicy, którzy przed wystawą wysłuchali kilku wykładów, systematyzujących i wzbogacających ich
wiadomości na temat syntezy termojądrowej oraz jej aktualnych
i potencjalnych zastosowań, spisali się fantastycznie i – zdaniem piszącego te słowa – właśnie ich
osobiste zaangażowanie, połączone z wiedzą i stwarzaną przez nich
serdeczną atmosferą, sprawiły, że
księga pamiątkowa wystawy pełna
jest ciepłych słów uznania ze strony gości. Nie po raz pierwszy się
okazało, że nasi studenci (wymieńmy tu w pierwszym rzędzie Samorząd Studencki Wydziału Fizyki
i Techniki Jądrowej) są w takich sytuacjach po prostu naszymi młodszymi kolegami, dla których udział
w pracach Wydziału jest równie
ważny jak dla nas i sprawia im podobną jak nam satysfakcję.
Organizacja wystawy pociągnęła za sobą dość znaczące
koszty. W pierwszym rzędzie były
one związane z kosztami druku paneli wystawowych w języku polskim oraz broszur, które – bezpłatnie – otrzymywali zwiedzający, promocją wystawy, kosztami jej transportu i ubezpieczenia na terenie
Polski. Dlatego słowa podziękowania należą się – w pierwszym rzędzie – głównemu sponsorowi wystawy (ekspozycji krakowskiej):
Elektrociepłowni „KRAKÓW” S.A.
Ta instytucja jest od lat obecna
w życiu naszego miasta, wspierając znacząco wiele imprez kultural-
kacyjnych (rozdawanych we wszystkich trzech ośrodkach prezentujących wystawę). Wsparcia finansowego udzielił wystawie także JM
Rektor naszej Uczelni.
Ustalenia ze spotkania władz
akademickich i administracyjnych
Uczelni w dniu 12.05.2004 r.
• Rektor prof. Ryszard Tadeusiewicz po powitaniu zebranych przekazał przewodniczenie Prorektorowi ds. Ogólnych prof. Antoniemu Tajdusiowi.
• Prorektor ds. Kształcenia prof. Andrzej Łędzki przedstawił:
– Zasady rekrutacji kandydatów z tzw. „starą maturą” na studia dzienne w AGH w r.ak.2005/6.
– Projekt Uchwały Senatu w sprawie warunków i trybu rekrutacji na
studia w r.ak.2005/6.
– Kryteria kwalifikacji na studia
Materiały wymagają pewnych uzupełnień i zaopiniowania przez Zespół Radców Prawnych. Prorektor polecił pp. dziekanom zgłoszenie
poprawek, uzupełnień i uwag do p. mgr Teresy Główki (Dz. Nauczania)
do 14.05.br.
• Prorektor prof. Antoni Tajduś przedstawił informację nt. planowanych
budżetów wydziałowych oraz deficytów (w ujęciu procentowym w stosunku do przychodów). Przedstawił tryb postępowania w stosunku do
jednostek deficytowych przyjęty na posiedzeniu Senackiej Komisji Budżetowej:
– wydziały o wskaźniku procentowym deficytu przekraczającym 5%
przychodów z działalności eksploatacyjnej muszą przedstawić program naprawczy na 3 lata,
– jednostki te objęte zostaną kontrolą wewnętrzną.
Jednostki poddane tym rygorom to: Wydz. GGiIS, Odlewnictwa, Metali Nieżelaznych.
Deficyty Studium Jęz. Obcych i St. WFiS wymagają oddzielnej analizy
na forum SKB.
Wdrożenie tego trybu postępowania zyskało aprobatę zebranych.
• Prorektor prof. A. Łędzki zapoznał zebranych z projektem Uchwały Senatu w sprawie ustalenia pensum dydaktycznego dla nauczycieli akad.
zatrudnionych na poszczególnych stanowiskach oraz warunków jego
obniżania i zasad obliczania godzin dydaktycznych w r. ak. 2004/05.
– Przewodniczący Sen. Kom. ds. Kształcenia prof. St. Komornicki
poinformował, że nowa uchwała jest wynikiem połączenia trzech
dotąd funkcjonujących zarządzeń. SKK na dzisiejszym posiedzeniu
dopracuje projekt Uchwały i będzie oczekiwać na uwagi i opinie do
najbliższego poniedziałku do godz.15.00. Przy tak przyjętym trybie
działania projekt mógłby wejść pod obrady Senatu w maju br.
– Kolegium uznało, że w tej sytuacji materiały na Senat wysłane zostaną we wtorek.
• W sprawach różnych:
– prof. J. Gocał zwrócił uwagę na potrzebę usprawnienia Zarządzenia z października 1993 r. dot. rozliczania zajęć na studiach zaocznych. Postanowiono skierować sprawę do SKB.
– Prorektor prof. A. Łędzki zaapelował do pp. dziekanów o czuwanie
nad bezpiecznym przebiegiem imprez juwenaliowych, uczulenie
organizatorów na zagrożenia itp.
– Prorektor prof. A. Korbel zwraca uwagę na weryfikowanie kosztów
delegacji i podpisywanie dokumentów finansowych wyłącznie
przez upoważnione osoby.
– Prof. K. Jeleń prosi o informacje, jak postępują prace przy komputeryzacji dziekanatów. Brak jest widocznych efektów. Prorektor prof.
A. Tajduś przyjął na siebie wyjaśnienie sprawy.
BIP 129 – maj 2004 r.
1