Americký vedci ukázali, že koncept získavania energie jadrovou fúziou je reálny. Prvé testy potrebných zariadení boli úspešné, v roku 2013 sa začne testovať hotový systém.
Jadrová fúzia by jedného dňa mohla byť obrovskou revolúciou v získavaní energie, neporovnateľnou s akoukoľvek inou v histórii energetiky. Pri nej sa z veľmi malého množstva paliva dá získať extrémne množstvo energie, spájaním jadier atómov vodíka do atómu hélia. Problémom však stále ostáva, že pri doterajších pokusoch sa generovaná energia ani len nevyrovnala tej, ktorá bola na spustenie fúzie potrebná.
Americkým vedcom sa však nedávno podaril zdanlivo malý, ale významom veľký krok vpred. Po simuláciách sa im aj v praktickej skúške podarilo otestovať dôležitý prvok, ktorý by mohol po prvý krát zmeniť pomer dodanej a získanej energie pri fúzii.
Obrovské množstvo energie sa pri jadrovej fúzii uvoľňuje pri spájaní jadier izotopov vodíka (tritia a deutéria) do atómu hélia. Aby tento proces prebehol, sú však potrebné skutočne extrémne podmienky – hmota sa musí ohriať na teplotu asi 100 miliónov stupňov Celzia, pričom vzniknutá plazma sa musí tiež vystaviť vysokému tlaku. Na tomto princípe „fungujú“ napríklad hviezdy.
Vedci z Sandia National Laboratory amerického ministerstva energetiky v Novom Mexiku vyvinuli techniku reťazovej reakcie s názvom „Magnetized Liner Inertial Fusion (MagLIF)“. Pri nej sa palivo stlačí a extrémne zahreje vďaka rýchlej dodávke energie. Dosiahnuté to je magnetickým pulzom zo stroja zvaného Z-Machine, ktorý trvá síce len 100 nanosekúnd, no má intenzitu až 25 miliónov ampérov. Jedná sa o najsilnejšie zariadenie tohto druhu na svete.
Generovaný pulz pôsobí na valec o priemere asi 7mm vyrobený z berýlia. Vnútri tohto valca sú umiestnené izotopy vodíka, ktoré fungujú ako palivo pre jadrovú fúziu. Prúd, ktorý preteká po stenách valca vytvára magnetické pole, ktoré celý valec v okamihu zmrští. Tým sa dosiahne potrebný extrémne vysoký tlak a zohriatie paliva. Ešte pred spustením pulzu sa vodíková „polievočka“ prihreje laserom.
Na oboch stranách valca sú taktiež pripravené cievky, ktoré majú svojim magnetickým poľom zabrániť úniku častíc, čím by sa vzniknutá plazma ochladila.
Ryan McBride zo Sandia National Laboratory sleduje valec z berýlia, ktorý je impulzom o sile 25 miliónov ampérov zmrštený v stroji Z-Mashine. Tento prvok je ústrednou časťou zariadenia, ktoré môže po prvý krát zvrátiť pomer dodávanej a získanej energie z jadrovej fúzie
Po počítačových simuláciách v roku 2010, ktoré dokázali realizovateľnosť tohto spôsobu fúzie, sa teraz vykonali prvé reálne testy. Tie sa venovali hlavne hrúbke stien valca, ako najdôležitejšieho prvku tejto techniky. V prípade že by totiž steny boli napríklad príliš tenké, skôr ako by dostatočne stlačili palivo, jednoducho by sa vďaka veľkému prúdu odparili. Naopak – ak by boli príliš hrubé, nezmrštili by sa dostatočne rýchlo. Nasimulované vlastnosti valca boli overené aj skutočným testom a skončili sa úspechom – dôležitý stavebný prvok pre úspešnú jadrovú fúziu už vedci majú.
Ďalším krokom vedcov má byť integrácia ohrevného lasera a ochranných cievok do jedného systému. Prvé testy kompletného systému by sa mali začať niekedy na konci budúceho roka.
Použitím 25 miliónov ampérového generátora pulzov by sa mala dať získať o niečo väčšia energia, ako bude do fúzie vloženej. Iné simulácie a výpočty ukázali, že silnejší generátor o sile napríklad 60 miliónov ampérov, by pomer získanej a vloženej energie mohol zlepšiť významne (odhad hovorí až o 1000-násobnom zisku).
Zdroj: Golem.de, Sandia.gov
Pjetro_de