USA oznamují pokrok v oblasti úsilí o získávání energie z jaderné syntézy

13. 12. 2022

čas čtení 6 minut
Vědcům se podařilo uvolnit více energie, než do ní vložili: je to pozitivní zisk známý jako "zážeh" (ignition)

Vědci dosáhli klíčového milníku v úsilí o vytvoření velkého množství energie s nulovými emisemi uhlíku pomocí jaderné fúze. Ještě je však před nimi dlouhá cesta.  Americké ministerstvo energetiky plánuje v úterý oznámit, že se vědcům poprvé podařilo vytvořit fúzní reakci, která vytváří čistý přírůstek energie, což je významný milník v desetiletí trvajícím úsilí o vývoj technologie, která by poskytovala neomezenou, levnou a čistou energii.

 

Cílem výzkumu jaderné fúze je napodobit jadernou reakci, při níž vzniká energie na Slunci. Jedná se o "svatý grál" bezuhlíkové energie, o který vědci usilují již od 50. let 20. století. Od komerčního využití je stále vzdálena nejméně deset let - možná desetiletí -, ale Bidenova administrativa bude nejnovější vývoj pravděpodobně propagovat jako potvrzení masivních investic vlády v průběhu let.

Vědcům se údajně podařil průlom ve snaze odemknout "téměř neomezený, bezpečný a čistý" zdroj energie: z reakce jaderné fúze získali více energie, než do ní vložili.

Při jaderné fúzi dochází ke slučování lehkých prvků, jako je vodík, za vzniku těžších prvků, přičemž se uvolňuje obrovský příval energie. Tento postup, který je zdrojem tepla a světla Slunce a dalších hvězd, má obrovský potenciál jako udržitelný nízkouhlíkový zdroj energie.

Od zahájení výzkumu jaderné fúze v 50. letech 20. století se však vědcům nepodařilo prokázat kladný přírůstek energie, což je podmínka známá jako vznícení.

Nyní se zdá, že Rubikon byl překročen.

Podle zprávy v deníku Financial Times, kterou ještě musí potvrdit Národní zážehové zařízení (NIF) v Lawrence Livermore National Laboratory v Kalifornii, jež za prací stojí, se vědcům podařilo uvolnit 2,5 MJ energie poté, co k ohřevu paliva pomocí laserů použili pouhých 2,1 MJ.

Dr. Robbie Scott z Central Laser Facility (CLF) Plasma Physics Group Rady pro vědu a technologie (STFC), který se na tomto výzkumu podílel, označil výsledky za "významný úspěch".

"Fúze má potenciál poskytnout téměř neomezený, bezpečný, čistý a bezuhlíkový zdroj základní energie," řekl. "Tento zásadní výsledek z National Ignition Facility je první laboratorní demonstrací fúzního "energetického zisku" - kdy je více fúzní energie vyprodukováno než dodáno laserovými paprsky." Rozsah tohoto průlomu pro výzkum laserové fúze nelze přeceňovat. .

"Experiment jednoznačně dokazuje, že fyzika laserové fúze funguje," dodal. "K tomu, aby se výsledek NIF proměnil ve výrobu energie, zbývá ještě hodně práce, ale toto je klíčový krok na této cestě."

Do celosvětového závodu v oblasti jaderné fúze byly vloženy obrovské částky z veřejných i soukromých zdrojů s cílem nakonec vyrobit fúzní zařízení, které by mohlo dodávat elektřinu do sítě bez uhlíkové stopy, bez radioaktivního odpadu a s mnohem menšími zdroji, než je potřeba k využití solární a větrné energie. Kromě přínosu pro klima by to podle propagátorů mohlo pomoci zajistit levnou elektřinu v chudých částech světa.

"Pro většinu z nás to byla jen otázka času," řekl jeden z vedoucích vědců zabývajících se termojadernou fúzí, který je obeznámen s prací v National Ignition Facility v Lawrence Livermore National Laboratory v Kalifornii, kde byl objev učiněn.

Jaderná fúze se blíží realitě

O tomto vývoji jako první informoval v neděli deník Financial Times. Potvrdili jej dva lidé obeznámení s výzkumem, kteří hovořili pod podmínkou zachování anonymity, aby nepředbíhali oficiálnímu oznámení. Ministryně energetiky Jennifer Granholmová to má oznámit v úterý na akci pro média, která byla označena za odhalení "významného vědeckého pokroku".


Princip jaderné fúze spočívá ve srážce dvou atomů neuvěřitelně vysokou rychlostí a v přeměně energie z této reakce na elektřinu, která může pohánět domácnosti a kanceláře, aniž by se do ovzduší uvolňoval uhlík nebo do životního prostředí vypouštěl radioaktivní odpad.

Za celá desetiletí, kdy vědci experimentují s fúzními reakcemi, se jim až dosud nepodařilo vytvořit reakci, která by produkovala více energie, než spotřebuje. Ačkoli je tento úspěch významný, stále před námi stojí obrovské technické a vědecké problémy.

Zákon o snižování inflace by mohl posunout technologie v oblasti změny klimatu do budoucnost

Vytvoření čistého přírůstku energie si vyžádalo zapojení jednoho z největších laserů na světě a prostředky potřebné k obnovení reakce v takovém měřítku, aby byla fúze prakticky použitelná pro výrobu energie, jsou obrovské. Ještě důležitější je, že inženýři dosud nevyvinuli zařízení schopné cenově dostupně přeměnit tuto reakci na elektřinu, kterou by bylo možné prakticky nasadit do energetické sítě.

Vědci tvrdí, že k výrobě zařízení, která by byla dostatečně velká pro výrobu energie z jaderné syntézy ve velkém měřítku, by bylo zapotřebí materiálů, jejichž výroba je mimořádně obtížná. Reakce zároveň vytváří neutrony, které představují obrovskou zátěž pro zařízení, které ji vytváří, takže může dojít k jeho zničení.

A pak je tu otázka, zda by se tato technologie mohla zdokonalit včas, aby mohla zasáhnout do klimatických změn.

Přesto vědci a investoři do technologie jaderné fúze tento průlom přivítali jako důležitý pokrok.

Dochází k tomu v době, kdy Bidenova administrativa ve svém programu v oblasti klimatu a energetiky upřednostňuje výzkum  získávání energie z jaderné syntézy. Tyto projekty patří mezi přední uchazeče o desítky miliard dolarů dotací a grantů schválených v rámci velkého klimatického balíku, který Biden podepsal v létě pod názvem Inflation Reduction Act.

V posledních několika desetiletích Spojené státy, Rusko a různé evropské země vyčlenily miliardy dolarů od vlád ve snaze zvládnout tuto vědu při přesvědčení, že pokud se jim to podaří, bude to pro svět přínosem.

Podrobnosti v angličtině ZDE

1
Vytisknout
7038

Diskuse

Obsah vydání | 15. 12. 2022