Domů     Objevy
Svatý grál energetiky: Lidstvo vstoupilo do fúzního věku
Jan Zelenka 15.12.2022
foto: Národní laboratoř Lawrence Livermore

Vědcům z USA se po 100 letech teoretických modelů a pokusů vůbec poprvé povedlo provést jadernou fúzi, při které vzniklo více energie, než kolik se jí spotřebovalo. Lidstvo tím vstoupilo do další etapy na cestě k neomezené a čisté energii budoucnosti.

Bylo to oznámení hodné důležitosti objevu. Americké ministerstvo energetiky (DOE) a Národní úřad pro jadernou bezpečnost (NNSA) uvedly, že v Národní laboratoři Lawrence Livermore (LLNL) se podařilo dosáhnout zapálení jaderné syntézy a prvního řízeného energetického zlom.

To znamená, že se z fúze vyprodukovalo více energie, než kolik energie laseru bylo použito k jejímu pohonu.

Je to cesta k neomezené energii s nulovými emisemi uhlíku, třebaže ke komerční výrobě to bude trvat ještě desítky let.

Svatý grál energetiky

V terčové komoře zařízení LLNL střílelo na 192 velmi výkonných laserů s více než 2,05 megajouly (MJ) ultrafialové energie do malé palivové pelety, aby došlo k fúznímu vznícení. A došlo.

Na výstupu už bylo 3,15 megajoulu energie, tedy o 30 procent více. „Teoretické znalosti o fúzi máme již více než sto let, ale cesta od poznání k praxi může být dlouhá a namáhavá. Dnešní milník ukazuje, co dokážeme, když budeme vytrvalí,“ uvedla Dr. Arati Prabhakarová, hlavní poradkyně prezidenta pro vědu a technologie a ředitelka Úřadu Bílého domu pro vědeckou a technologickou politiku.

Sdělovací prostředky označují jadernou fúzi dokonce za „svatý grál“ při snaze o zajištění bezuhlíkové energetiky.

Národní laboratoř Lawrence Livermore

Nejenergetičtější laserový systém na světě

Fúze je proces, při kterém se dvě lehká jádra spojí v jedno těžší jádro, přičemž se uvolní velké množství energie. V 60. letech 20. století skupina průkopnických vědců z LLNL vyslovila hypotézu, že k vyvolání fúze v laboratorních podmínkách lze použít lasery.

Pod vedením fyzika Johna Nuckollse se z této revoluční myšlenky stala inerciální fúze, která odstartovala více než 60 let výzkumu a vývoje v oblasti laserů, optiky, diagnostiky, výroby terčů, počítačového modelování a simulací a návrhu experimentů.

Pro realizaci této myšlenky vybudovala Národní laboratoř Lawrence Livermore řadu výkonnějších laserových systémů, což vedlo k vytvoření NIF (National Ignition Facility, laserové zařízení pro výzkum inerciální fúze), největšího a nejenergetičtějšího laserového systému na světě.

NIF v Livermore v Kalifornii je velký jako sportovní stadion a využívá výkonné laserové paprsky k vytvoření teplot a tlaků, jaké jsou v jádrech hvězd a obřích planet.

V kovovém pouzdře zvaném hohlraum je uložena palivová kapsle pro experimenty NIF. Systémy pro manipulaci s terčem přesně umístí terč a zmrazí jej na kryogenní teplotu (18 kelvinů neboli -255 stupňů Celsia), aby bylo možné snadněji dosáhnout fúzní reakce.

Špičky světové vědy

K vytvoření termojaderného vznícení se energie laseru přeměňuje na rentgenové paprsky uvnitř takzvaného hohlraumu, které pak stlačují palivovou kapsli, dokud nedojde k její implozi, čímž vzniká plazma o vysoké teplotě a vysokém tlaku.

Na dosažení fúze s prvním řízeným energetickým zlomem spolupracovali vedle vědců z LLNL i stovky dalších odborníků: z Národní laboratoře DOE v Los Alamos, Národních laboratoří Sandia a Národního bezpečnostního pracoviště v Nevadě, z General Atomics, z akademických institucí  včetně Laboratoře pro laserovou energetiku Rochesterské univerzity.

Také vědci z Massachusettského technologického institutu, z Kalifornské univerzity v Berkeley a Princetonské univerzity. Podíl mají inženýři z britského Ústavu pro atomové zbraně a francouzské Komise pro alternativní energie a atomovou energii.

Evropský ITER

I Evropa míří k fúzní energetické svobodě. Celkem 35 národů včetně ČR staví na jihu Francie obří Mezinárodní termonukleární experimentální reaktor (ITER) tokamak – největší energetický projekt lidstva a druhý nejdražší vůbec (první je ISS) za 500 miliard korun.

I v evropském obřím reaktoru se budou při teplotě 150 milionů stupňů simulovat pochody a děje ve hvězdách. ITER by se měl spustit v roce 2035… Pokud bude vše fungovat, jak má, připojen bude někdy v roce 2060.

Související články
Medicína Objevy 3.9.2025
Často propíraným tématem poslední doby je léčba kmenovými buňkami. Jedná se o nediferencované buňky, které je možné získat třeba z tukové tkáně a které mají hojivé schopnosti, jichž lze za určitých okolností úspěšně využívat Jak velký potenciál mají, dokazují aktuální výsledky práce vědců z Masarykovy univerzity v Brně. Kmenové buňky se vyznačují takzvanou autokrinní funkcí, […]
Objevy Technika Vesmír 28.8.2025
NASA zveřejnila nejdetailnější snímky Marsu, jaké kdy oko lidského stroje spatřilo. Rover Perseverance, operující v kráteru Jezero, poslal na Zemi fotografie, které berou dech. Ukazují krajinu tak jasně, že se zdá, jako byste stáli přímo na rudém písku – jen s trochou štěstí a hodně drahou vesmírnou letenkou. Mars je starý známý soused, který nás […]
Objevy Technika 27.8.2025
Plasty jdou do žlutého kontejneru, papír zase do modrého. Třídění odpadu je považováno za základ zdárné recyklace. Nicméně ta se netýká jen plastových lahví nebo hromady starých novin. Některé její formy mohou zásadním způsobem ovlivnit další technologický vývoj – směrem k větší ekologičnosti a udržitelnosti Neodymové magnety. Díky nim lze přeměňovat pohyb na elektrickou energii, […]
Historie Objevy 26.8.2025
Do Prahy dorazily jedny z nejcennějších fosilií lidských dějin – slavná „pražena“ Lucy a „pradítě“ Selam. Vůbec poprvé se objevují v Evropě. Pouze 60 dní mají návštěvníci Národního muzea šanci podívat se tváří v tvář dvěma ikonám lidské evoluce, jejichž kosti vyprávějí příběh starý přes tři miliony let. Poprvé v historii jsou originální fosilie ikonických předků […]
Objevy Příroda 21.8.2025
Mykologové z Botanického ústavu AV ČR objevili a vědecky popsali dva nové rody mikroskopických hub, které žijí v prostředí s vysokým obsahem soli – v mořské trávě u Mauricia a ve slané půdě v západních Čechách. Objev ukazuje, že některé druhy hub doposud spojované jen s mořským prostředím, dokáží překvapivě žít i na suchozemských místech […]
reklama
Nejčtenější články
za poslední
24 hodin    3 dny    týden
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
reklama
Provozovatel: RF HOBBY, s. r. o., Bohdalecká 6/1420, 101 00 Praha 10, IČO: 26155672, tel.: 420 281 090 611, e-mail: sekretariat@rf-hobby.cz