Nuklearna fuzija: Koliko smo daleko od stvarne primjene?

U Hrvatskoj se ponovno priča o investicijama u nuklearnu energiju, ne samo sudjelovanjem u izgradnji novog bloka NE Krško (Krško 2), već i u vlastitu nuklearnu elektranu. Osim toga govori se diljem svijeta sve više o malim modularnim reaktorima (SMR).

U rujnu 2025. u javnim raspravama se spominjalo da bi Hrvatska, umjesto velike nuklearke, mogla razmotriti upravo SMR-ove – kao fleksibilniju i bržu opciju za energetsku tranziciju. Ministarstvo gospodarstva navelo je lokacije poput Plomina, Ivanić Grada i Erduta kao moguće kandidate. To je dio šire europske i globalne debate o tome hoće li SMR-ovi postati ključna tehnologija 2030-ih.

Mali modularni reaktori (SMR) su nova generacija nuklearnih reaktora snage od 50 do 300 megavata, znatno manji od klasičnih elektrana. Grade se modularno u tvornicama i zatim dopremaju na lokaciju, što smanjuje cijenu i vrijeme izgradnje. Zahvaljujući pasivnim sigurnosnim sustavima smatraju se sigurnijima, a uz proizvodnju električne energije mogu služiti i za grijanje, desalinizaciju ili proizvodnju vodika.

No, oni i dalje proizvode radioaktivni otpad i nose sigurnosne i političke rizike poput klasičnih nuklearki. Njihova cijena po proizvedenom megavatsatu zasad je viša nego kod velikih elektrana ili obnovljivih izvora, a tehnologija je još neprovjerena jer komercijalnih primjera gotovo nema. Iako se reklamiraju kao ”brža opcija“, realno bi mogli postati dostupni tek tijekom 2030-ih.

Je li bolja fizija ili fuzija?

U pozadini ovih rasprava otvara se i pitanje dugoročne perspektive. Naime, klasična nuklearna energija temelji se na fiziji i proizvodi otpad koji ostaje problem generacijama, dok se u svijetu ubrzano razvija tehnologija nuklearne fuzije. Fuzija obećava gotovo neiscrpnu, sigurnu i čistu energiju bez dugotrajnog otpada, no za sada je još uvijek u eksperimentalnoj fazi. Koliko smo daleko od trenutka kada bi se mogla uključiti u elektroenergetsku mrežu – i kakvu ulogu u tome ima Hrvatska – pitanje je koje postaje sve aktualnije.

Nuklearna fuzija je spajanje jezgri lakih atoma (kao što su izotopi vodika) uz oslobađanje velike količine energijepr: proces koji se odvija u Suncu. Europska komisija ističe da “fuzijski reaktor ima potencijal pružiti sigurno, isplativo i održivo rješenje za europske i globalne energetske potrebe”. Ističu također da takav reaktor nema teških problema s otpadom i klimatski je prihvatljiv.

Drugim riječima, ako se jednom pokaže praktičnom, fuzija bi nudila gotovo neograničen izvor čiste struje. Međutim, realizacija tog obećanja izuzetno je zahtjevna, jer je potrebno u reaktorima proizvesti ekstremne uvjete kakvi postoje u središtu Sunca, za što još uvijek nemamo dovoljno energije.

ITER – međunarodni europski projekt

Trenutno u svijetu postoji nekoliko velikih znanstveno-istraživačkih programa. Najpoznatiji je ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor). Oni grade “tokamak” odnosno torusnu (prstenastu) komoru u kojoj se plin pretvara u plazmu i zagrijava na više od 100 milijuna °C. Plazma se zadržava i stabilizira pomoću snažnih magnetskih polja bez kojih bi odmah pobjegla i rashladila se. Ideja potječe iz Sovjetskog Saveza 1950-ih, a naziv znači “toroidalna komora s magnetskim zavojnicama”. Tokamaci su do sada dali najbolje rezultate u fuzijskim istraživanjima (npr. JET u UK i ITER u Francuskoj).

U ITER-u u Francuskoj, sudjeluju 33 zemlje (EU kao većinski partner daje otprilike polovicu troškova, a ostalih šest članica – Kina, Indija, Japan, Južna Koreja, Rusija i SAD – podjednako preostalih pola). Zamišljen je kao eksperimentalni reaktor za dokazivanje izvedivosti fuzije: cilj mu je postići stabilnu fuziju pri 500 MW snage od 50 MW uložene energije, ali bez proizvodnje električne struje (radi se o prvome koraku, znanstvenom, a ne komercijalnom).

Prema novom radnom planu, prvi plazma ciklus (fuzija deuterija-deuterija) sada se očekuje oko 2035. godine. Poslije toga uslijedile probe s deuterij-tricijem i iduća faza eksperimenata. Izgradnja ITER-a je opsežna i skupa, s dugim kašnjenjima zbog pandemije i tehničkih problema, pa je realizacija pune operativnosti odgođena za bar jedno desetljeće, a možda i dva. Kao što kaže poznata pošalica na račun nuklearne fuzije: ona je uvijek dvadeset godina daleko.

Znanstveni proboji i najnovija otkrića

U zadnje vrijeme doista se bilježe impresivni eksperimentalni rezultati. Najpoznatiji je događaj iz prosinca 2022.: u američkom Nacionalnom laboratoriju Lawrencea Livermorea. Eksperiment je prvi put bio povoljan prema tzv. znanstvenoj granici. Ta prekretnica je jasan znak da je teorija fuzije točna i da se na mikroskali može proizvesti više energije nego što se uloži.

Znanstveni proboji postoje i ohrabruju, ali još uvijek su u laboratorijskim uvjetima. Oni potvrđuju teoriju i donose nove uvide, no nijedan izvedeni eksperiment do sada nije približno dovoljno učinkovit da bi mogao odmah amortizirati troškove. Posljednjih godina naučili smo da je fuziju moguće ostvariti u pravom smislu energije, ali do punog energetskog potencijala još je dugo razdoblje.

Glavni razlog zašto fuzija nije još primjenjena u energetici jest složenost inženjerskih i fizikalnih zahtjeva. Plazma se mora zagrijati na ekstremno visoke temperature – barem desetke milijuna stupnjeva Celzija – i istovremeno je zadržavati pod velikim tlakom dovoljno dugo da dođe do sudara jezgri.

To zahtijeva nevjerojatno snažna magnetska polja i precizno upravljanje – svako kolebanje ili kvar u sustavu može trenutno urušiti fuziju. Nadalje, materijali reaktora (tzv. prva stijenka i blanket) moraju izdržati burne uvjete: snažni tokovi brzih neutrona i intenzivno zračenje. Upravo zbog toga se u Hrvatskoj i Španjolskoj trenutačno radi na testiranju novih materijala za reaktore budućnosti.

Hrvatska perspektiva

Hrvatski znanstvenici i institucije aktivno sudjeluju u ovim globalnim naporima, iako o tome malo znamo u svakodnevnim vijestima. Institut Ruđer Bošković (IRB) koordinira hrvatsko sudjelovanje u europskim fuzijskim programima. To znači da hrvatski znanstvenici sudjeluju u radu na svim ključnim pitanjima – od dizajna sustava do testiranja materijala i simulacije plazme.

Sudjelovanje u fuzijskim projektima Hrvatskoj donosi više od znanstvenog prestiža: otvara prostor za obrazovanje mladih istraživača, ulazak domaće industrije u europske lance vrijednosti i pozicioniranje zemlje u raspravi o budućoj energetskoj sigurnosti. Iako su rezultati još daleko, društveni i politički ulog je jasan – bez ranog uključivanja nema ni koristi od tehnologije koja bi jednoga dana mogla bitno promijeniti klimatsku i socijalnu sliku Europe.

Fuzijska energija ostaje tehnološki izazovan san – s ogromnim potencijalom, ali i velikim problemima koje treba riješiti. Trenutni projekti tek su u eksperimentalnoj fazi i komercijalna primjena će vjerojatno doći tek sredinom stoljeća ili kasnije. U međuvremenu rastu ulaganja i suradnja, i postaje sve važnije pratiti ovaj razvoj kao dio šire vizije održive energetike budućnosti.