Jadrová fúzia je právom označovaná ako svätý grál energetiky. Aj preto je jej výskum jednou z najväčších fyzikálnych výziev 21. storočia. Vedci dúfajú, že keď ju dokážu ovládnuť, ľudstvo získa v podstate nevyčerpateľný, bezpečný a čistý zdroj energie. Na to, aby sa to aj reálne podarilo, si ale budeme musieť ešte niekoľko desaťročí počkať.
Aby nastala jadrová fúzia, teda, proces aký sa odohráva vo hviezdach (ako je aj naše slnko), je potrebná vysoká teplota a tlak. Keďže tieto dve veličiny sa dajú dopĺňať, pre započatie jadrovej fúzie na Zemi je ideálne, keď sa jadrová fúzia dosahuje vysokou teplotou aj o hodnote 100 miliónov stupňov Celzia. Pri tejto teplote sa začnú zlučovať jadrá ľahkých prvkov vodíka a vzniká ťažší prvok – hélium, pričom sa uvoľňuje veľké množstvo energie. Tento proces sa vedci snažia dosiahnuť v zariadeniach ako je napríklad tokamak, avšak existujú aj iné prístupy, napríklad pomocou laserov.
Viac energie ako vložili
Ako píše portál Science Alert, vedcom z National Ignition Facility – Národného laboratória Lawrence Livermore v Kalifornii sa v roku 2021 podarilo uskutočniť prelomový experiment, pri ktorom ich jadrová fúzia dosiahla stav, že spotrebovala menšie množstvo energie, ako vytvorila. To je jeden z hlavných predpokladov, aby mala vôbec fúzia pre nás zmysel.
Základom fúzie z laboratórií Lawrence Livermore sú obrovské lasery, ktoré svoje lúče zamierili na jeden malý bod a vytvorili tak megavýbuch energie. Inerciálna fúzia zahŕňa vytvorenie niečoho ako malá hviezda. Začína to kapsulou paliva, v ktorom je deutérium a trícium, čo sú ťažšie izotopy vodíka. Palivová kapsula je vložená do dutej zlatej komory o veľkosti gumy na ceruzke. Tá komora sa nazýva hohlraum.
Potom na hohlraum namierili lasery a vystrelili 192 lúčov z laserov. Teplota dosiahla na miliardtinu sekundy viac ako 100 miliónov stupňov Celzia a tlak až 100 miliárd zemských atmosfér. Izotopy vodíka sa premenili na plazmu a vznikla tak výstupná energia vo forme jadrovej fúzie, ktorá bola vyššia ako vstupná.
Zopakovať to nie je ľahké
V priebehu minulého roka sa vedci pokúsili experiment zopakovať v štyroch pokusoch, no podarilo sa im vyprodukovať iba polovicu energetického výnosu, ako v počiatočnom experimente. Tím chce teraz určiť, čo presne musia urobiť, aby dosiahli efekt ako predtým. Musia tak svoje experimenty zdokonaliť a zabrániť drobným chybám. Bez týchto znalostí nie je možné ďalej pokračovať.
Pred vedcami je tak ešte veľký kus práce. Z konečného hľadiska, tento výskum je stále iba čiastkovým a veľké nádeje sa už dlhé roky vkladajú do medzinárodného projektu ITER, ktorý sa buduje na juhu Francúzska. Najväčší tokamak na svete by mal dokázať pracovať efektívne s energiou a udržiavať plazmu o teplote 100 miliónov stupňov stabilnou dlhý čas aj vďaka silným magnetom, ktoré ju udržia a zabránia, aby sa samotný reaktor roztavil.
Nahlásiť chybu v článku