Energie z jaderné fúze. Kulička o průměru 2 mm je začátkem světové nadvlády

Na tento průlom svět čekal několik desetiletí. Řízené jaderné fúzi se podařilo vyrobit více energie, než bylo použito k jejímu uskutečnění. Ačkoli jsou v tuto chvíli nadšeni především vědci, praktický rozměr tohoto experimentu by mohl mít velký význam pro nás všechny.

Jen něco málo přes 2 miliony joulů. Tolik energie bylo potřeba k provedení jednoho z nejdůležitějších vědeckých experimentů posledních let. To je zhruba tolik, kolik je potřeba k převaření 4-5 litrů vody o pokojové teplotě. Přesto vědci hovoří o průlomu, jak píše server Nature.

To vše díky tomu, že při použití 2 milionů joulů (MJ) bylo možné provést fúzní reakci, která vygenerovala 3,15 milionu joulů. V praxi to znamená, že výzkumníci dosáhli přebytku energie: čisté, „bezplatné“ energie, o které futurologové, vědci a politici sní již desítky let.

Energie z nitra hvězdy

Jaderná fúze je běžný proces. Vděčíme jí za život, protože je možný jen díky naší nejbližší hvězdě. Uvnitř Slunce a dalších hvězd probíhá nepřetržitý proces, při kterém se izotopy vodíku, deuterium a tritium, spojují za vzniku těžšího helia.

Energie vznikající při tomto procesu zajišťuje, že reakce probíhá samovolně (řetězová reakce), a ohřívá přitom okolí hvězdy. Na některých okolních planetách proto existují podmínky, v nichž mohou vzniknout a udržet se známé formy života.

Jak řídit jadernou fúzi?

Jak ale můžeme procesy probíhající uvnitř hvězdy napodobit i na Zemi? Pozemšťané tuto dovednost zvládli před více než 70 lety sestrojením atomové (vodíkové) bomby. Problémem je, že jejich výbuch je obtížné zkrotit, jak uvádí web Národní laboratoř Lawrence Livermore.

Proto vědci po celém světě experimentují s jadernou fúzí v kontrolovaných laboratorních podmínkách pomocí tokamaků nebo stelarátorů, které vynalezli Rusové. Bohužel po celá desetiletí výzkumu jaderné fúze její výkonnost vyžadovala dodávku většího množství energie, než kolik jí vyprodukovala.

Velké výdaje, velké naděje

Přesto vlády mnoha zemí soustavně investují značné prostředky do dalšího výzkumu. Příkladem je britské výzkumné centrum JET (Joint European Torus) a evropský projekt ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), jehož cílem je vybudovat velký tokamak, který má být uveden do provozu v roce 2025.

Vyčlenění obrovských prostředků (pro začátek 10 miliard eur) je však oprávněné. Jaderná fúze totiž nabízí naději na energii, která je nejen čistá, ale také levná a téměř neomezená. Téměř, protože zatímco deuterium lze snadno získat například z mořské vody, známé zásoby tritia jsou omezené. Význam levné a dostupné energie je však těžké přeceňovat – v praxi je klíčem k masové prosperitě a globální nadvládě.

Američané a National Ignition Facility (NIF) – výzkumné centrum budované od 90. let, které zahájilo činnost v roce 2009 – jsou na dobré cestě k tomuto úspěchu.

Nazývat toto zařízení „laboratoří“ může být zavádějící. NIF se svými obrovskými budovami připomíná spíše průmyslový komplex. V jeho sálech jsou umístěny výkonné lasery, které lze využít ke studiu procesů v nitru hvězd, výzkumu jaderných zbraní a řízené jaderné fúzi.

Laser na tritium a deuterium

Ta spočívá ve střelbě laserem do dvoumilimetrové kapsle obsahující fúzní palivo – izotopy vodíku. Ve vzdálenosti 1 500 metrů se původně jediný laserový paprsek rozdělí a zesílí, takže se na kapsli zaměří 192 laserových paprsků, které zahájí proces fúze deuteria a tritia na helium , stejně jako uvnitř Slunce.

Vědeckým průlomem, který vědci z NIF oznámili, je kladná energetická bilance celého procesu. Ačkoli podobné úspěchy byly ohlášeny již před lety (včetně roku 2013), byly zpochybněny. Tentokrát má být úspěch nezpochybnitelný, za což ručí svou autoritou americké ministerstvo energetiky.

Energetická bilance jaderné fúze

Problém je, že informace, které podněcují představivost, nejsou zcela přesné. Ano, 2,15 MJ dodaných „kuliček vedlo k přebytku energie 3,05 MJ, ale provedení experimentu a vhodné zesílení laserových paprsků spotřebovalo celkem 322 MJ.

Teoreticky tedy hovoříme o přebytku energie. V praxi bylo získáno pouze asi 1 % spotřebované energie. To ukazuje, jak obrovským výzvám výzkumníci stále čelí.

Zdroj: redakce, nature.com, lasers.llnl.gov, Wikipedia