Američtí vědci se chystají oznámit průlom v oblasti fúzní energie, jak funguje?

Foto: 0fjd125gk87/Pixabay

Výzkumníci z Lawrence Livermore National Laboratory v Kalifornii poprvé vyrobili více energie při fúzní reakci, než bylo použito k jejímu zapálení, podle jednoho vládního úředníka a jednoho vědce obeznámeného s výzkumem. Oba hovořili pod podmínkou anonymity, protože nebyli oprávněni diskutovat o průlomu před oznámením, napsal AP News.

Granholm se měl objevit po boku výzkumníků z Livermore na ranní akci ve Washingtonu. Ministerstvo energetiky odmítlo sdělit podrobnosti předem. Zprávu jako první přinesl list Financial Times.

Zastánci fúze doufají, že by mohla jednoho dne produkovat téměř neomezenou bezuhlíkovou energii a vytlačit fosilní paliva a další tradiční zdroje energie. Výroba energie, která pohání domácnosti a podniky z fúze, je ještě desítky let vzdálena. Vědci ale uvedli, že jde přesto o významný krok.

„Je to skoro, jako by to vybouchla startovací zbraň,“ řekl profesor Dennis Whyte, ředitel Centra pro vědu a fúzi plazmatu na Massachusetts Institute of Technology a vedoucí ve výzkumu fúze. „Měli bychom tlačit na zpřístupnění systémů energie z jaderné syntézy pro řešení změny klimatu a energetické bezpečnosti.“

Čistý energetický zisk byl nepolapitelný cíl, protože k fúzi dochází při tak vysokých teplotách a tlacích, že je neuvěřitelně obtížné ji kontrolovat.

Fúze funguje tak, že do sebe vtlačují atomy vodíku takovou silou, že se spojí do hélia, přičemž se uvolní obrovské množství energie a tepla. Na rozdíl od jiných jaderných reakcí nevytváří radioaktivní odpad.

Miliardy dolarů a desetiletí práce byly vynaloženy na výzkum fúze, který přinesl vzrušující výsledky – za zlomky sekundy. Dříve výzkumníci z National Ignition Facility, divize Lawrence Livermore, kde k úspěchu došlo, použili 192 laserů a teploty několikrát vyšší než střed slunce k vytvoření extrémně krátké fúzní reakce.

Lasery soustředí obrovské množství tepla na malou kovovou plechovku. Výsledkem je přehřáté plazmové prostředí, kde může dojít k fúzi.

Riccardo Betti, profesor na univerzitě v Rochesteru a odborník na laserovou fúzi, uvedl, že oznámení, že při fúzní reakci byla získána čistá energie, by bylo významné. Ale řekl, že před výsledkem bude dlouhá cesta, než bude generovat udržitelnou elektřinu.

Průlom přirovnal k tomu, když se lidé poprvé dozvěděli, že rafinace ropy na benzín a jeho zapálení může způsobit výbuch.

„Stále nemáte motor a stále nemáte pneumatiky,“ řekla Betti. „Nemůžeš říct, že máš auto.“

FOTO – Tento nedatovaný snímek poskytnutý Národním zapalovacím zařízením v Národní laboratoři Lawrence Livermore, ukazuje cílovou zátoku NIF v Livermore v Kalifornii. Systém využívá 192 laserových paprsků sbíhajících se ve středu této obří koule k tomu, aby implodovala drobné vodíkové palivové pelety. Představitelé ministerstva energetiky říkají, že v úterý ,13. prosince 2022, bude veřejnosti oznámen „velký vědecký průlom“ v oblasti jaderné fúze. (Damien Jemison/Lawrence Livermore National Laboratory prostřednictvím AP, File)

Čistý zisk energie se vztahoval na samotnou fúzní reakci, nikoli na celkové množství energie potřebné k provozu laserů a spuštění projektu. Aby byla fúze životaschopná, bude muset vyrábět podstatně více energie a déle.

Je neuvěřitelně obtížné ovládat fyziku hvězd. Whyte řekl, že bylo náročné dosáhnout tohoto bodu, protože palivo musí být teplejší než střed slunce. Palivo nechce zůstat horké – chce uniknout a vychladnout. Udržet to je neuvěřitelná výzva, řekl.

Podle Jeremyho Chittendena, profesora na Imperial College v Londýně, který se specializuje na fyziku plazmatu, není čistý zisk energie v kalifornské laboratoři velkým překvapením, protože již dosáhla pokroku.

„To nic nemění na skutečnosti, že se jedná o významný milník,“ řekl.

Pokrok ve výzkumu fúze vyžaduje obrovské zdroje a úsilí. Jeden přístup přemění vodík na plazmu, elektricky nabitý plyn, který je pak ovládán obrovskými magnety. Tato metoda je zkoumána ve Francii ve spolupráci mezi 35 zeměmi nazvanými Mezinárodní termonukleární experimentální reaktor a také výzkumníky z Massachusetts Institute of Technology a soukromou společností.