Obsah
O krok bližšie k neobmedzenej energii? Vedci hlásia ďalší prelom vo fúzii
— 12/02/2022 20:01 Správy Technológie
Zdroj: istock
Tokamak JET na Britských ostrovoch vytvoril nový rekord, test trval vyše päť sekúnd.
- Experimentálny tokamak Joint European Torus vo Veľkej Británii je v prevádzke už takmer štyri desaťročia a jeho úlohou je otestovať riešenia použité v budúcom tokamaku ITER.
- Pri nedávnom experimente JET udržal fúznu reakciu po dobu vyše piatich sekúnd, pričom vyprodukoval doposiaľ rekordné množstvo energie.
- Výsledok potvrdzuje správnosť dizajnu ITER a naznačuje, že fúzne reaktory sú technologicky realizovateľné.
Jadrová fúzia je proces, pri ktorom sa spájajú jadrá atómov a uvoľňuje sa ohromné množstvo energie. Táto reakcia poháňa aktívne hviezdy a jej napodobenie v umelých podmienkach by viedlo k vyriešeniu energetických potrieb našej civilizácie.
Hoci sa ľudstvo pokúša o naštartovanie jadrovej fúzie už mnoho desaťročí, funkčný fúzny reaktor je stále v nedohľadne.
Pri novom experimente v tokamaku JET (Joint European Torus) sa vedcom podarilo vyprodukovať 59 megajoulov energie v priebehu piatich sekúnd, čo je vyše dvakrát viac, než pri podobnom teste v roku 1997, upozornila britská BBC.
Energia hviezdy
Kým reaktory v jadrových elektrárňach pracujú na princípe štiepení atómových jadier, fúzne reaktory by mali jadrá spájať.
Spustenie fúznej reakcie v jadrách hviezd umožňuje tlak tvorený ohromnou gravitačnou silou. Vďaka nemu prebieha fúzia vo hviezdach pri teplotách približne 10 miliónov °C.
Na Zemi takýto tlak nedokážeme vytvoriť, pre naštartovanie fúzie preto potrebujeme dosiahnuť omnoho vyššiu teplotu – vyše 100 miliónov °C.
Keďže žiadny materiál nedokáže vydržať takto vysokú teplotu, riešením je plazma udržiavaná magnetickým poľom v toroidných komorách s tvarom prstenca – takzvaných tokamakoch.
Experimentálne tokamaky existujú vo viacerých krajinách, problémom však je, že pri všetkých doterajších testoch spotrebovali viac energie, než vyrobili.
Jedným z nich je európsky JET, ktorý bol spustený v roku 1983. Aktuálne sa tokamaku podarilo v priebehu piatich sekúnd vyrobiť 59 megajoulov energie, čo je ekvivalentné výkonu 11 megawattov.
„Experimenty v JET nás posúvajú o krok bližšie k fúznej energii. Demonštrovali sme, že dokážeme vytvoriť miniatúrnu hviezdu vo vnútri nášho stroja, udržať ju tam päť sekúnd a získať vysoký výkon,“ povedal pre BBC vedúci prevádzky JET Joe Milnes.
Najnovší výsledok JET je významný najmä z toho hľadiska, že podporil dizajnové riešenia omnoho ambicióznejšieho projektu – ITER.
Záber z roku 2018 na prebiehajúcu výstavbu tokamaku ITER. Jeho prevádzka by mala začať v roku 2025. Zdroj: ITER
Otázka niekoľkých desaťročí
„Experimenty, ktoré sme dokončili, museli fungovať. Ak by nefungovali, mali by sme vážne obavy, či ITER dokáže naplniť svoje ciele,“ povedal výkonný riaditeľ JET Ian Chapman.
ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor, v preklade „medzinárodný termonukleárny experimentálny reaktor) je tokamak vo výstavbe na juhu Francúzska.
Vedci do ITER vkladajú veľké nádeje – práve on má dokázať technologickú realizovateľnosť jadrovej fúzie. ITER predstavuje mostík medzi experimentálnymi tokamakmi súčasnosti a praktickými fúznymi reaktormi budúcnosti.
Očakáva sa, že plazma v ňom začne vznikať v roku 2025 a plný výkon dosiahne o desaťročie neskôr. Ak by sa podarilo vytvoriť funkčný fúzny reaktor, ľudstvo by získalo prakticky nevyčerpateľný a bezemisný zdroj energie pri tvorbe iba malého množstva rýchlo rozložiteľného jadrového odpadu.
Vedci sa však obávajú, že jadrová fúzia nepomôže ľudstvu zabrániť zmene klímy. Praktické fúzne reaktory sú totiž stále hudbou budúcnosti a riešenie klimatickej krízy vyžaduje okamžité kroky.
Energetika na báze jadrovej fúzie sa pravdepodobne začne uplatňovať vo väčšom rozsahu až v druhej polovici tohto storočia. Môže nám pomôcť získať ohromné množstvo čistej energie pre poháňanie našej civilizácie, na riešenie klimatickej zmeny však príde príliš neskoro.