Reaktor generující energii pomocí jaderné fúze má slibné vyhlídky. Mluví se o spuštění v roce 2025

Taková je aspoň informace, kterou si lze odnést ze sedmi studií publikovaných 29. září v Journal of Plasma Physics. A pokud fúzní reaktor skutečně dosáhne tohoto milníku, mohl by vydláždit cestu k masivní výrobě čisté energie. Během procesu fúze jsou atomová jádra lehčích prvků donucena se spojit a vytvořit tak atomy těžších prvků, například helia z vodíku. Při této operaci dochází také k uvolnění obrovského množství světla a tepla.

V budoucnu nejen ve hvězdách?

Když je objem výsledných atomů na konci reakce menší než objem těch, které do ní vstoupily, nadbytečný objem se změní v energii. Fúze napájí Slunce a další hvězdy, v jejichž nitru spojuje obrovská gravitace jádra vodíku a vytváří tak helium. K tomu je ale potřeba enormní množství energie, které se objevuje jen při teplotách v řádu 100 milionů stupňů Celsia. Nicméně je získáno mnohem víc energie, než kolik je jí do reakce vloženo.

iZdroj fotografie: Se souhlasem T. Henderson

Současně s tím tato reakce nevytváří skleníkové plyny jako oxid uhličitý, hlavní motor globálního oteplování. Stejně je tomu s ostatními běžnými odpady z reakcí. A pokud jde o palivo, například právě vodíku je na Zemi opravdu dostatek na to, aby touto metodou zásobil lidstvo na další miliony let. Prakticky všechny zúčastněné vědce přitáhl k těmto studiím úmysl vyřešit skutečně vážný celosvětový problém.

Snaha o dopad na společnost

Podle Martina Greenwalda, fyzika plasmy na MIT a jednoho z hlavních vědců za výrobou nového reaktoru, jde hlavně o vyřešení globální krize. „Civilizace je ve velkých problémech a tohle vypadá, že by to mohlo vyřešit.“ Většina dosavadních experimentálních fúzních reaktorů využívá ruský design ve tvaru koblihy zvaný tokamak. Tento model používá silné magnetické pole, aby izoloval obláčky plazmatu a dovedl je do vysokých teplot.

iZdroj fotografie: Depositphotos

Ty jsou dostatečné na to, aby se uvnitř několik atomů spojilo. Nový experimentální model zvaný SPARC je vyvíjen přímo vědci z MIT a přidruženou společností Commonwealth Fusion Systems. Pokud záměr uspěje, bude právě SPARC prvním, který dosáhne „hořícího plazmatu“. V takové situaci je fúzní reakce soběstačná bez potřeby přidávání nové energie. Jenže v pozemských podmínkách se tohle zatím nikomu kontrolovaně nepodařilo.

Zahájení konstrukce v červnu

Projekt sám byl spuštěn už v roce 2018 a konstrukce je v plánu příští červen se zahájením funkčnosti v roce 2025. Jde o mnohem rychlejší pokrok než u dosavadního největšího reaktoru na světě ITERu, u něhož se spuštění reakce neočekává do roku 2035. Výhodou SPARCU jsou také magnety určené přímo na plazma, které se staly komerčně dostupnými teprve v době před asi třemi lety, tedy dlouho po návrhu ITERu.

iZdroj fotografie: Depositphotos

Právě nový typ magnetů dovoluje, aby bylo srdce SPARCu asi 3krát menší a až 70krát menší než jádro ITERu, které měří na šířku 6 metrů. Redukce velikosti s sebou nese také menší váhu a samozřejmě cenu, jde skutečně o radikální změnu parametrů. Podle souboru studií se od SPARCu očekává, že bude generovat minimálně 2 – 10krát tolik energie, než kolik bude dovnitř vloženo. K tomu aspoň dospěly podrobné kalkulace.

Produkce páry a pohon turbíny

Teplo vycházející z reakce bude vytvářet páru, která požene turbínu a elektrický generátor. Jde v principu o zcela stejnou metodu, jakou používají elektrárny dneška. Fúzní elektrárny by mohly být jasnou náhradou těch fosilních a není kvůli tomu potřeba jakkoli předělávat současné rozvodné sítě. Naproti tomu obnovitelné zdroj jako solární nebo větrné generátory nejsou na současné parametry adekvátně uzpůsobeny.

iZdroj fotografie: Depositphotos

Badatelé hlavně doufají, že reaktory inspirované SPARCem budou generovat mezi 250 – 1 000 megawatty elektřiny. Podle Greenwalda elektrárny na současném americkém trhu s energiemi obvykle vyrábí mezi 100 – 500 megawatty. SPARC bude vyrábět pouze teplo, nikoli samotnou elektřinu. Po jeho otestování je v plánu stavba ARC reaktoru, který by z tepla vyráběl přímo elektřinu a byl v provozu od roku 2035. Ambiciózní a náročný cíl.

Jak se na tento záměr a plán díváte?

Zdroj: LiveScience