Téma jadrovej fúzie je mimoriadne vzrušujúca a fyzici z celého sveta v nej vidia potenciál v podobe zdroja nevyčerpateľnej energie budúcnosti. Prístupy, ako docieliť jadrovú fúziu sa mnohokrát líšia, výsledok by mal byť vždy rovnaký – vyrábať viac energie, ako do jej výroby vkladať a túto výrobu udržiavať funkčnú neobmedzený čas.
Vyrobili viac energie ako spotrebovali
Kým iba pred pár dňami sme vás informovali o úspechu kórejského experimentálneho fúzneho reaktora KSTAR, ktorému sa podarilo udržať stabilnú plazmu po dobu 30 sekúnd, čo je veľký predpoklad v udržateľnosti, tieto reaktory, nazývané tokamaky (prípadne stelarátory), aj tak stále vyrábajú menej energie, ako do nich musia fyzici vložiť. Keďže ide o experiment, je to v poriadku, avšak v reálnom použití by takýto reaktor nemal zmysel.
Iné pokusy ale vykonávajú fyzici z amerického z National Ignition Facility (NIF) v Národných laboratóriách Lawrence Livermore. Tí na 63. výročnom stretnutí APS divízie plazmovej fyziky predložili svoj úspech ešte z leta tohto roku, o ktorom sme vám tiež priniesli článok.
Ako píše portál Science Alert, fyzici prezentovali svoj výsledok, v ktorom sa im podarilo započať jadrovú fúziu a získať rekordný výstup energie, a to až 1,3 megajoulov. Po prvýkrát sa tak podarilo, aby jadrová fúzia dokázala vyprodukovať viac energie, ako potrebovala na svoj vznik.
Aby nastala jadrová fúzia, teda, proces aký sa odohráva vo hviezdach (ako je aj naše slnko), je potrebná vysoká teplota a tlak. Keďže tieto dve veličiny sa dajú dopĺňať, pre započatie jadrovej fúzie na Zemi je ideálne, keď sa jadrová fúzia dosahuje vysokou teplotou aj o hodnote 100 miliónov stupňov Celzia. Pri tejto teplote sa začnú zlučovať jadrá ľahkých prvkov vodíka a vzniká ťažší prvok – hélium, pričom sa uvoľňuje veľké množstvo energie.
Historický moment fúzie
„Tento výsledok je historickým krokom vpred vo výskume fúzie, ktorý otvára nový priestor pre pokrok. Je tiež dôkazom inovácie, vynaliezavosti, odhodlania a odvahy tohto tímu a mnohých vedcov, ktorí v tejto oblasti v priebehu desaťročí sledujú tento cieľ,“ povedal Kim Budil riaditeľ laboratórií Lawrence Livermore.
Ako sme už na začiatku článku spomínali, fyzici sa v tomto prípade pokusu jadrovej fúzie venovali inak, ako v prípade výstavby tokamakov či stelarátorov. Základom fúzie z laboratórií Lawrence Livermore sú obrovské lasery, ktoré svoje lúče zamierili na jeden malý bod a vytvorili tak megavýbuch energie.
Inerciálna fúzia zahŕňa vytvorenie niečoho ako malá hviezda. Začína to kapsulou paliva, v ktorom je deutérium a trícium, čo sú ťažšie izotopy vodíka. Palivová kapsula je vložená do dutej zlatej komory o veľkosti gumy na ceruzke. Tá komora sa nazýva hohlraum.
Potom na hohlraum namierili lasery a vystrelili 192 lúčov z laserov. Teplota dosiahla na miliardtinu sekundy viac ako 100 miliónov stupňov Celzia a tlak až 100 miliárd zemských atmosfér. Izotopy vodíka sa premenili na plazmu a vznikla tak výstupná energia vo forme jadrovej fúzie, ktorá bola vyššia ako vstupná.
Dôležitá budúcnosť
Tím plánuje v experimentoch pokračovať, aby zistil, či dokážu replikovať svoj výsledok a podrobnejšie preštudovať samotný proces. Výsledok tiež otvára nové cesty pre výskum.
Pred vedcami je však ešte veľký kus práce. Potrebujú docieliť, aby proces fúzie prebiehal nepretržite a, samozrejme, aby generoval viac energie, ako sa do neho investuje.
Veľké nádeje sa vkladajú do medzinárodného projektu ITER, ktorý sa buduje na juhu Francúzska. Najväčší tokamak na svete by mal dokázať pracovať efektívne s energiou a udržiavať plazmu o teplote 100 miliónov stupňov stabilnou dlhý čas aj vďaka silným magnetom, ktoré ju udržia a zabránia, aby sa samotný reaktor roztavil.
Projekt ITER je tiež základom pre výstavbu prvej elektrárne na jadrovú fúziu s názvom DEMO, ktorá má byť logickým pokračovaním v snahe získavania čistej, efektívnej, lacnej a bezpečnej energie z jadrovej fúzie.
Nahlásiť chybu v článku