Umělé slunce funguje. Jaderná fúze může být realitou do několika let
Výsledkem tohoto přelomového technologického procesu je jaderná fúze. V korejském Tokamaku se vědcům ze Seoul National University a Korea Institute of Fusion Energy podařilo dosáhnout teploty více jak 100 milionů stupňů Celsia, kterou dokázali udržet po dobu 30 vteřin.
Možná vám to teď přijde málo, ale ve skutečnosti jde o obrovský technologický milník, díky kterému by se dalo v podstatě říct, že jaderná fúze může skutečně být realitou už velmi brzy. Technologicky totiž nejde o nic jednoduchého. Vědci musí v reaktoru, kterému se říká Tokamak, dosáhnout fúze, k níž obvykle dochází spojením atomových jader hvězd. Technologie, kterou se snaží tohoto jevu dosáhnout, je právě ona jaderná fúze, tedy zahřívání hmoty v plazmatickém stavu.
Vědci potřebují vyvinout takovou technologii, která dokáže využít obrovské množství energie vyrobené jadernou fúzí na elektřinu bez emisí skleníkových plynů nebo vytváření radioaktivního odpadu, jak se to v současné době děje v jaderných elektrárnách.
"Obvykle říkáme, že fúzní energie je vysněný zdroj energie. Je téměř neomezená, s nízkými emisemi skleníkových plynů a bez vysoce radioaktivního odpadu. Náš poslední průlom znamená, že fúze už není jenom sen,“ řekl Yoo Suk-jae, prezident Korea Institute of Fusion Energy.
Ale jak daleko jsme tedy jako civilizace od takového funkční technologie? Na jaderné fúzi jako takové samozřejmě pracují po celém světě různé vědecké týmy, které mají různé výsledky, nicméně korejští vědci mají za cíl dosáhnout do konce tohoto roku teploty plazmy více než 100 milionů stupňů po dobu 50 sekund. Vzdálenějším cílem je pak do roku 2026 dosáhnou stejných teplot na 300 sekund.
Délka fúze alespoň na 300 sekund je opravdu velice důležitý milník. 300 sekund je totiž doba, po kterou může reaktor provádět veškeré technologické operace v ustáleném stavu. Vědci tvrdí, že jakmile udrží fúzi takto dlouho, pak už jsou schopni ji udržet prakticky neomezeně.
Na první pohled o kousek dál jsou s jadernou fúzí čínští vědci. Těm se loni v květnu podařilo v reaktoru dosáhnout teploty 120 milionů stupňů Celsia po dobu 101 sekund. Letos v zimě pokus opakovali, nicméně dosáhli teploty 70 milionů stupňů Celsia na 20 sekund.
Tokamak je fúzní reaktor, tedy zařízení vytvářející toroidální magnetické pole používané jako magnetická nádoba pro uchovávání vysokoteplotního plazmatu. Zajímavé je, že o fúzním reaktoru se mluví už od 50. let minulého století, takže trvalo opravdu velmi dlouho, než se vědcům podařilo přiblížit technologicky k milníkům, díky kterým by se výroba energie z jaderné fúze stala realitou. A pořád je to skutečně nejnadějnější technologie k realizaci řízené jaderné fúze.
Hlavním problémem je stále magnetické pole. To je totiž potřebné k tomu, aby zabránilo dotyku plazmatu a stěny komory. Tokamak zjednodušeně funguje tak, že jeho základní část, tedy vakuová reakční komora, je obklopena cívkami toroidálního magnetického pole. Cívky vytváří v komoře velmi silné magnetické pole, které má za úkol udržet plazmu. Pak má Tokamak také prstencovou komoru, která je sekundárním závitem transformátoru, který v komoře generuje proud v toroidálním směru. Tento proud vytváří kolem sebe poloidální magnetické pole. Jakmile se složí dohromady magnetické pole toroidální a poloidální, vznikne výsledné magnetické pole. Siločáry tohoto výsledného magnetického pole se do sebe uzavírají v reakční komoře. A teď ta velmi důležitá část. Elektricky nabitá částice se obvykle pohybuje podél magnetické siločáry. Právě proto je důležité, aby částice plazmatu zůstávaly v komoře izolované od stěny. Zatím jsou to právě různé nestability a difuze částic napříč magnetickým polem, které způsobují, že se vědcům nedaří udržet plazma stabilní po delší časový úsek.
Autorský článek, další zdroj: New Scientist
