Věda

Svatý grál energetiky: Lidstvo vstoupilo do fúzního věku

Svatý grál energetiky: Lidstvo vstoupilo do fúzního věku

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.

Národní laboratoř Lawrence Livermore

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.

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.

Národní laboratoř Lawrence Livermore

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.

Více z Věda

Jak se udržuje rozmanitost v přírodě? Na hledání odpovědí poskytne Evropa prestižní grant českému vědci

Věda3.2.2023

Saunování: Častou chybou je spojení odpočinku s plaváním v bazénu

Věda31.1.2023

Neuvěřitelná zpráva: Může lepra pomoci ke zdravým játrům?

Věda27.1.2023

Hudba je živou vodou pro mozek

Věda24.1.2023

Lexus NX: z 95 procent nové auto

Věda20.1.2023

Toyota pomůže japonským městům s obnovou po zemětřesení

Věda17.1.2023

Revoluce ve svícení. Svítící enzym „luciferáza“ by mohl nahradit elektrické žárovky

Věda13.1.2023

Kometa ZTF se vrací po 50 000 letech. Podívejte se na ni…

Věda10.1.2023

Vědci MENDELU chystají pro sídliště nový systém shromažďování potravinového odpadu

Věda6.1.2023
Věda
Časopis, který by vás mohl zajímat

Nenechte si ujít další zajímavé články

Pralesničky znovu spatřeny v přírodě!
21stoleti.cz

Pralesničky znovu spatřeny v...

Rod obojživelníků Atelopus, jehož zástupcům se...
Žijí spolu už deset let... Proč si ji Topol ještě nevzal?
nasehvezdy.cz

Žijí spolu už deset let......

Hvězda seriálů...
Studená polévka gazpacho
tisicereceptu.cz

Studená polévka gazpacho

Tradiční studená polévka gazpacho (čtěte gazpačo) je...
Po stopách Krysaře: Kam odvedl 130 dětí?
enigmaplus.cz

Po stopách Krysaře: Kam...

Když se řekne dávná pověst, většina Čechů si vybaví...
Nestresujte se tolik!
panidomu.cz

Nestresujte se tolik!

Kolikrát jste už tohle vyslechli, že?...
Přílet havrana ohlásil smrt
skutecnepribehy.cz

Přílet havrana ohlásil smrt

Ten černý pták se objevil zničehonic na okenním...
Zahradní chaty pro hosty: jak vybavit a zařídit malý dům pro přátele
iluxus.cz

Zahradní chaty pro hosty: jak...

Ve srovnání s tradičním pokojem pro hosty je...
Geometrie ve službách minimalismu
rezidenceonline.cz

Geometrie ve službách...

Jasná koncepce moderní vily dává vyznít...
Shrábne část milionů nakonec tajný dědic?
nasehvezdy.cz

Shrábne část milionů nakonec...

Letos se neobjeví v...
Pohřbu zaživa měla zabránit rakev se zvonkem
epochaplus.cz

Pohřbu zaživa měla zabránit...

Kdysi se vyráběly rakve se zvonkem nebo...
Tajemství podivné osady Roanoke
epochaplus.cz

Tajemství podivné osady...

Ostrůvky americké Virginie a Severní...
Adrenalin a zábava v Nízkých Tatrách
epochanacestach.cz

Adrenalin a zábava v Nízkých...

Aktivní snowboardisté...