Powszechnie przyjmuje się, że najwydajniejszym paliwem dla takiego reaktora mógłby być tryt, czyli jeden z izotopów wodoru. Drugi w kolejności jest deuter.
Osiągnięcie stabilnej fuzji termojądrowej mogłoby zrewolucjonizować dzisiejszy świat, który mierzy się z poważnymi wyzwaniami związanymi ze zmianą klimatu i rosnącym zapotrzebowaniem na energię elektryczną. Reaktory fuzyjne generowałyby najczystszą możliwą energię, bez konieczności emitowania gazów cieplarnianych.
Czytaj także: Czysta energia ze „Słońca na Ziemi”. Ruszył montaż reaktora ITER
Jak wskazują naukowcy, nie da się przecenić przewagi reaktora fuzyjnego nad elektrownią węglową. Wystarczy tutaj wspomnieć, że ta druga o mocy 1000 MW wymaga niemal 3 milionów ton węgla rocznie. Elektrownia fuzyjna o tej samej mocy potrzebuje do tego jedynie 125 kg deuteru i 125 kg trytu.
Żeby jednak nie było tak kolorowo, o ile deuter można pozyskiwać ze wszystkich form wody, o tyle tryt znacznie trudniej znaleźć w naturze.
Rzadkość występowania trytu wynika z jego krótkiego okresu rozpadu połowicznego. Co więcej, ten radioaktywny izotop wodoru powstaje w naturze zasadniczo tylko w górnych warstwach atmosfery i to w naprawdę niewielkich ilościach. Badacze z Tritium Laboratory w niemieckim Karlsruhe wskazują jednak, że tryt można także wytwarzać w samym reaktorze fuzyjnym. Izotop ten powstaje w wyniku kontaktu neutronów uciekających z plazmy z litem tworzącym wewnętrzną osłonę reaktora.
Czytaj także: Francja chce więcej bomb atomowych. Produkcja ruszy lada moment
Przed naukowcami zatem stoi wyzwanie wyprodukowania trytu w procesie fuzji, a następnie wstrzyknięcie tegoż trytu z powrotem do miejsca, w których dochodzi do reakcji. Badacze wskazują, że wokół samego reaktora powinno się zatem budować swoisty zewnętrzny obieg, w którym tryt powstały w reakcji neutronów z litem jest przygotowywany do ponownego wstrzyknięcia do wnętrza tokamaka. Już teraz naukowcy z Karlsruhe pracują nad stworzeniem specjalnej bariery, która powstrzymywałaby ucieczkę trytu powstającego w reaktorze. Na następnych etapach badacze będą skupiali się na stworzeniu systemu oddzielania trytu od innych produktów reakcji, co miałoby na celu zwiększenie procentu stopnia odzyskania trytu do recyklingu.
Z uwagi na to, że tryt jest pierwiastkiem radioaktywnym, specjaliści z Karlsruhe niejako jednocześnie pracują nad opracowaniem bezpiecznego sposobu pozbywania się komponentów, które będą wystawione na działanie trytu tak, aby możliwie najbardziej ograniczyć produkcję zanieczyszczonych odpadów. Już teraz naukowcy testują metody oczyszczania odpadów za pomocą ozonu oraz promieniowania ultrafioletowego. Metody te można byłoby wykorzystywać bezpośrednio w elektrowniach fuzyjnych. Możliwe także, że odpowiednio proces obróbki w piecach próżniowych mógłby skutecznie redukować ilość odpadów radioaktywnych.