Tlačové centrum > Články & Štúdie

Články & Štúdie

Ešte viac slnka alebo na čo sa ešte môžeme tešiť

Nielen počas tohoročných tropických dní, ale oveľa dávnejšie sa v médiách objavili úžasné správy. Až ma to podnietilo k písaniu tohto blogu. Chvíľu mi trvalo, kým som všetko ako-tak pochopil, avšak v zásade je to jednoduché – veď ide „len“ o atómovú fyziku. Najsilnejšie ekonomické mocnosti totiž súťažia v tom, ktorá z nich spustí do plnohodnotnej prevádzky umelé slnko. Nielen v experimentálnej podobe, ale v podobe komerčne využívaného fúzneho reaktora produkujúceho množstvo čistej energie s takmer neobmedzeným zdrojom paliva a bez emisií oxidu uhličitého.

Termojadrová fúzia je opakom jadrového štiepenia, ktoré sa deje v súčasných atómových elektrárňach. Ide o proces, pri ktorom sa zlučujú jadrá atómov ľahších prvkov ako vodík alebo hélium. Výsledný atóm je o niečo ľahší ako súčet hmotností dvoch pôvodných atómov. Rozdiel v hmotnosti, ktorý tak vznikol, je následne podľa Einsteinovej rovnice E = mc2 premenený na veľké množstvo energie. Takáto fúzia sa uskutočňuje aj na Slnku, kde vysoký tlak umožňuje splynutie vodíkových jadier. Aby sme ju dosiahli na Zemi, je potrebné zahriať plyn ľahkých atómov na teplotu približne 100 miliónov stupňov Celzia. V tomto štádiu sa plyn mení na plazmu, ktorá je izolovaná od stien reaktora silným magnetickým poľom. Na takomto princípe je založený druh reaktora, ktorý sa nazýva tokamak. Na inom princípe je založený druh fúzneho reaktora, tzv. stelarátor. Či jeden alebo druhý, oba majú potenciál zásobiť našu planétu čistou energiou po milióny rokov. V oboch prípadoch je kľúčové udržať horúcu plazmu pod kontrolou, aby sa nenarušila, ale, naopak, aby ostala dlhý čas stabilná a vyrábala viac energie ako sama spotrebuje na jej vytvorenie.

Koncom minulého roka čínski vedci oznámili, že ich tokamak s názvom EAST prekonal míľnik v podobe dosiahnutia teploty presahujúcej 100 miliónov stupňov Celzia. Je to asi šesťkrát viac ako teplota na Slnku a podarilo sa im ju udržať počas desiatich sekúnd. Tento rok Čína oznámila, že zariadenie EAST bude dokončené ešte v tomto roku, čím chce dosiahnuť ďalší ambiciózny cieľ: umožniť používanie jadrovej fúzie komerčným spôsobom.

Juhokórejský tokamak KSTAR už v roku 2016 vytvoril svetový rekord v dosiahnutí teploty plazmy na 50 miliónov stupňov až na 70 sekúnd. Tento úspech podnietil Južnú Kóreu k realizácii ďalšieho veľkého projektu s názvom K-DEMO, ktorého dokončenie je plánované na rok 2037.

Minulý rok však nezaháľali ani Briti. Ich súkromná spoločnosť Tokamak Energy sídliaca v Oxfordshire vytvorila tokamak, v ktorom sa podarilo dosiahnuť teplotu plazmy až 15 miliónov stupňov Celzia. Predstavitelia spoločnosti veria, že v reaktore sa im podarí teplota navýšiť až na potrebných 100 miliónov stupňov. V roku 2025 chcú vyvinúť reaktor, ktorý by bolo možné vyrábať priemyselne, pričom v roku 2030 ho plánujú nasadiť aj do komerčnej prevádzky.

Vôbec najväčší projekt v oblasti jadrovej fúzie s názvom ITER vzniká vo Francúzsku, kde je medzinárodný tokamak vo výstavbe. Ide o vôbec najdrahšie vedecké zariadenie na Zemi. Skladajú ho z desiatich miliónov častí, na jeho výstavbu sa zložilo dokopy 35 krajín sveta a po dokončení bude mať hmotnosť ako tri Eiffelove veže (30-tisíc ton). Prvé spustenie do prevádzky je plánované na rok 2025 a jeho komerčná prevádzka sa očakáva v roku 2030.

V nemeckom Greifswalde v roku 2015 dokončili najväčší stelarátor na svete s názvom Wendelstein 7-X, ktorý v minulom roku dosiahol rekord v zohriatí plazmy na teplotu až 40 miliónov stupňov Celzia počas 26 sekúnd. Predpokladá sa, že v roku 2021 bude schopný nepretržite pracovať až 30 minút, čo by predstavovalo rekordný čas pre prácu fúzneho reaktora. Ide o veľký krok vedúci k dôležitej vlastnosti termojadrovej elektrárne budúcnosti – nepretržitej prevádzke.

Zaujímavosťou je, že dva tokamaky vlastní aj susedná Česká republika. Jeden s názvom COMPASS, ktorý je podpornou súčasťou projektu ITER, a druhý s názvom GOLEM. Česi tiež zaznamenali svetové prvenstvo – GOLEM je dnes najstarším a najmenším prevádzkovaným tokamakom na svete. Svet čaká najbližších dvadsať rokov úžasná energetická revolúcia, keď pomocou umelého slnka získame prakticky neobmedzený zdroj energie rozmiestnený kdekoľvek na Zemi, čím sa môže zabrániť rôznym geopolitickým problémom. Práve preto si myslím, že nás čakajú aj lepšie časy, a preto, ak vám je pri čítaní týchto riadkov teplo, nevadí. Je krásne leto a treba si ho patrične užiť!