Domů     Objevy
Svatý grál energetiky: Lidstvo vstoupilo do fúzního věku
Jan Zelenka
od 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.

reklama

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.

reklama

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.

reklama

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.

reklama
Související články
V úterý 7. února 2023 publikoval americký úřad NASA jako prestižní Astronomický snímek dne fotografii s názvem „A Comet and Two Dippers“ (Kometa a dva vozy), jehož autorem je Petr Horálek z Fyzikálního ústavu v Opavě. Snímek vznikl 26. ledna 2023 ve Vysokých Tatrách, kam se autor snímku vydal za jasným počasím nad hladinu inverze […]
Pátrání po ztraceném miniaturním zdroji radioaktivního césia 137 dokázalo v uplynulých dnech vytížit úřady a záchranné složky v západní Austrálii. Zdroj nebezpečného beta a gama záření se po intenzivním nasazení záchranářů a hasičů a speciálních přístrojů nakonec našel, ale alarmující incident bude i nadále vzbuzovat řadu otázek. Na vývoji řešení, které by pomohlo záchranářům v […]
Pomocí malé skřínky byl schopen manévrovat modelem lodičky, a to bez jakéhokoliv viditelného spojení. Vědecké kouzlo, které Nikola Tesla předvedl v Madison Square Garden vyvolalo senzaci. Jeho bezdrátové ambice ale byly mnohem větší. Nadšený profesor představoval druhákům pokrokový přístroj. Grammovo dynamo, které si nechal na Polytechnickou školu ve Štýrském Hradci v Rakousku přivézt až z Paříže, bylo vybaveno […]
Jeden je od naší domovské planety vzdálený zhruba 630 milionů kilometrů, ten druhý dvakrát tolik… Přesto představují světy, které by se dali kolonizovat. NASA hodlá prozkoumat potenciál dvou vzdálených měsíců dvou plynných obrů: Europy a Titanu. Prvním kandidátem v dlouhé „výzkumné šňůře“ se stane druhý nejbližší Jupiterův měsíc, Europa. Právě pod jeho ledovou krustou se […]
Biologická rozmanitost na celém světě dramatický klesá a mnoha druhům hrozí vyhynutí. Která společenstva přežijí? Ta, kde je velké množství rozmanitých druhů, nebo ta, kde jeden druh převládne? A vydrží déle druh, v němž jsou všichni jedinci stejní, nebo v němž se naopak odlišují? „Abychom vymírání druhů mohli zabránit, musíme tyto souvislosti znát,“ říká Jan […]
reklama
Nejčtenější články
za poslední
24 hodin    3 dny    týden
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
reklama