Jadrová fúzia bližšie k realite vďaka volfrámovému reaktoru

Hľadanie čistej energie sa práve stalo oveľa horúcejším, a to doslova.

Snaha o prakticky neobmedzenú energiu z jadrovej syntézy nedávno dosiahla významný prielom v experimentálnom reaktore vo Francúzsku. Vedci prevádzkujúci tokamak WEST úspešne udržali superhorúcu plazmu pri ohromujúcich teplotách počas rekordných šiestich minút. Tento úspech predstavuje významný míľnik na ceste k životaschopnej energii z jadrovej syntézy. Pre tých, ktorí nie sú oboznámení, tokamak je v podstate zariadenie v tvare šišky, ktoré využíva silné magnetické polia na zadržiavanie a kontrolu plazmy – extrémne horúcej, nabitej plynnej zmesi, ktorá je kľúčová pre replikáciu fúznych reakcií pozorovaných vo hviezdach.

Na čele tohto výskumu stojí reaktor WEST (Tungsten Environment in Steady-State Tokamak), ktorý prevádzkuje francúzska Komisia pre alternatívne energie a atómovú energiu (CEA). Prelomový objav spočíval v použití volfrámu, sivobieleho kovu, ktorý sa bežne nachádza vo vláknach žiaroviek. Vnútro tokamaku WEST je obložené týmto kovom, ktorý je známy svojimi výnimočnými tepelne odolnými vlastnosťami a umožňuje plazme dosahovať neuveriteľne vysoké teploty a hustoty bez toho, aby sa steny komory roztavili.

Počas rekordnej prevádzky tím dodal do WEST-u 1,15 gigajoulov energie, čím udržal plazmu horiacu na približne 50 miliónov stupňov Celzia – viac ako trikrát teplejšiu ako jadro Slnka. Rozhodujúcu úlohu pri tomto úspechu zohralo Princetonské laboratórium fyziky plazmy (PPPL), ktoré poskytlo špecializované röntgenové diagnostické nástroje na presné meranie intenzívnych plazmových podmienok vo WEST.

Podľa Luisa Delgado-Aparicio z PPPL „komunita zaoberajúca sa plazmovou fúziou bola medzi prvými, ktorí využili technológiu hybridného počítania fotónov na monitorovanie dynamiky plazmy.“ Vedec CEA Xavier Litaudon vysvetlil, prečo je tento úspech s volfrámovým tokamakom taký významný prelom. „Potrebujeme dodať nový zdroj energie a tento zdroj by mal byť nepretržitý a trvalý.“ Jadrová fúzia by mohla byť takýmto zdrojom energie, ktorý zmení pravidlá hry – prakticky nevyčerpateľným zdrojom čistej energie bez rádioaktívneho odpadu alebo emisií uhlíka.

Dosiahnutie svätého grálu, ktorým sú samoudržateľné reakcie jadrovej syntézy, ktoré generujú viac energie, ako spotrebujú, sa však ukázalo ako obrovská výzva. Extrémne teploty a potrebný čas udržiavania reakcie spôsobujú, že je veľmi ťažké získať zo superhorúcej plazmy viac energie, ako je potrebné na spustenie a udržanie procesu fúzie. Preto je tento nedávny objav vo WEST taký sľubný. Remi Dumont, ktorý tento experiment koordinoval, to stručne vyjadril slovami: „Veľkolepý výsledok.“

Hoci sny ľudstva o fúznej energii sú ešte roky alebo desaťročia vzdialené, míľniky ako tento ukazujú, že sa k nim neustále približujeme. Významní hráči tiež zdvojnásobujú prísľuby jadrovej syntézy. Microsoft uzavrel partnerstvo s Helion s cieľom vyvinúť komerčnú jadrovú syntézu do roku 2028, zatiaľ čo Japonsko minulý rok predstavilo obrovský tokamakový reaktor JT-60SA – šesťposchodový monštrum navrhnuté na vyriešenie problému uzavretia jadrovej syntézy. Rozšírenie tohto nového prístupu k wolfrámovému reaktoru by mohlo túto dlho očakávanú budúcnosť fúzie ešte viac zvýrazniť.

Zdroj