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
Psal se rok 1965 a lidstvo poprvé pohlédlo na tvář cizí planety. Sonda Mariner 4 poslala na Zemi historicky první snímek Marsu zblízka. Co tehdy vědci viděli? A proč to bylo překvapivé i trochu zklamání? Představte si to: červenec 1965, Amerika je ponořená do závodů o vesmír. Po sérii neúspěchů se americká NASA odhodlala poslat […]
Usnout včas, spát celou noc, probudit se svěží – pro mnohé sen. Doslova. Ve světě, kde se večerní ticho mění v modré světlo displejů a hlava neumí přestat přemýšlet ani v jednu ráno, se kvalitní spánek stává luxusem. Jenže spánek není jen odpočinek. Je to chvíle, kdy se tělo opravuje, mozek uklízí, srdce zklidňuje, imunita […]
Objevy Příroda 9.7.2025
Křehké, chutné, plné vitamínů a antioxidantů – klíčky si v posledních letech našly pevné místo ve zdravé kuchyni. Nový český výzkum nyní přináší převratnou inovaci v jejich pěstování. Vědecký tým z CARC vedený Ing. Eliškou Kováříkovou, Ph.D. objevil způsob, jak klíčení spojit s fermentací pomocí mléčných bakterií. Výsledkem jsou klíčky s delší trvanlivostí, ochranou proti kontaminaci a zároveň […]
Objevy Příroda 7.7.2025
Rostliny jsou víc než jen zelený porost naší krajiny. Hrají zásadní roli v koloběhu uhlíku, a tím i v ochraně klimatu. Nová studie vedená vědci z Biologického centra AV ČR ukazuje, že druhová pestrost rostlin může významně ovlivnit, kolik uhlíku se ukládá do půdy.   Klíčem je ale správné místo a správné podmínky – jinak […]
Žádná novinka to vlastně není, určité druhy hmyzu se k léčení používaly už ve starověku a tato zkušenost se leckde uchovala dodnes v lidové tradici. Jenže medicína si musela pár století počkat na vývoj metod schopných potvrdit nebo vyvrátit tradované účinky. Výsledky jsou zajímavé…   Stalo se za I. světové války: S americkými jednotkami se v roce 1917 […]
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