Pozrite si
Vedci z Massachusetts Institute of Technology (MIT) už dlho experimentujú s fyzikou plazmy a jadrovou fúziou na experimentálnom reaktore Alcator C-Mod typu tokamak. Ten museli z finančných dôvodov 30. septembra odstaviť, ale rozlúčil sa vo veľkom štýle – svetovým rekordom.
Na nedávnom summite Medzinárodnej agentúry pre atómovú energiu v Japonsku výskumníci pracujúci na tokamaku Alcator C-Mod oznámili, že reaktor vygeneroval najvyššiu hodnotu plazmového tlaku, aká bola zaznamenaná.
Stalo sa tak 30. septembra 2016, v posledný deň prevádzky reaktora. Zástupca riaditeľa Plasma Science and Fusion Center v MIT Martin Greenwald uviedol, že na záver chceli otestovať, či by bol reaktor schopný prekonať hodnoty dosiahnuté v minulosti.
Počas svojej 23 ročnej prevádzky Alcator C-Mod už niekoľkokrát posunul hranice rekordu pre tlak plazmy v magnetickom poli. Predchádzajúci rekord 1,77 atmosféry bol dosiahnutý taktiež na tomto tokamaku v roku 2005. Počas nového rekordu s hodnotou 2,05 atmosfér teplota vnútri Alcatora C-Mod dosiahla viac ako 35 miliónov stupňov Celzia. To je zhruba dvojnásobok teploty panujúcej v jadre slnka.
Plazma produkovala 300 biliónov fúznych reakcií za sekundu a bola udržiavaná magnetickým poľom s indukciou 5,7 Tesla. Generoval ho prúd 1,4 milióna ampérov tečúci v cievkach a plazma bola zahrievaná výkonom 4 MW. Reakcia prebehla v objeme približne 1 meter kubický, pričom sa plazma udržala počas dvoch sekúnd.
Jadrová fúzia je nukleárna reakcia, pri ktorej sa zlučujú jadrá ľahkých prvkov – napríklad izotopov vodíka (deutéria a trícia), prípadne líthia atď., pričom fúziou vzniká atómové jadro ťažšieho prvku (napríklad hélia). Problém je udržať plazmu zahriatu na 100 miliónov Kelvinov a viac po dostatočne dlhú dobu, aby mala reakcia pozitívnu energetickú bilanciu.
S bombou nemáme problém, s reaktorom áno
Riadená jadrová fúzia musí generovať viac energie, než spotrebujeme na „zapálenie“ a udržanie plazmy. Pri vodíkovej bombe nie je problém túto energetickú bilanciu dosiahnuť. Plazma sa zapáli štiepnou atómovou rozbuškou z uránu, alebo plutónia a termojadrová reakcia prebehne bez prekážok.
Keďže v tomto prípade nemáme potrebu udržiavať plazmu v uzavretej komore reaktora pomocou extrémne silných magnetických polí, skôr naopak, s energetickou bilanciou bomby nie je problém. Ten by mali skôr obyvatelia zasiahnutej oblasti, ak by v krytoch prežili.
Ovládnutím jadrovej fúzie by sme získali mnohonásobne výdatnejší zdroj energie, než môžeme dosiahnuť pri dnešných jadrových elektrárňach. Pritom fúzny tokamak by bol omnoho bezpečnejší. Pri poruche nehrozí spontánna jadrová reakcia s následným výbuchom (plazma jednoducho „zhasne“) a paliva existujú obrovské zásoby.
Lenže míľnik komerčnej jadrovej fúzie je v každom čase vždy 20 rokov pred nami, ako hovorievajú humoristi. Bolo by to aj smiešne, keby to silne nepripomínalo realitu.
Súťaž malých a veľkých: kto bude v cieli prvý?
Aj projekt medzinárodného experimentálneho tokamaku ITER vo Francúzsku je len stupienkom na ceste k zvládnutiu tejto výzvy. Mimochodom, aj kvôli nalievaniu financií do projektu ITER zrušilo americké ministerstvo energetiky podporu testovacieho tokamaku v MIT.
Objavujú sa aj kritické názory, spochybňujúce efektivitu megaprojektov akým je tokamak ITER, na ktorých sa nabaľuje moloch byrokracie schopný sám stráviť veľké finančné prostriedky. V každom prípade výskumom jadrovej fúzie sa zaoberá aj množstvo samostatných vedeckých inštitúcií, vrátane súkromných firiem.
Aj MIT bude ďalej hľadať zdroje u súkromných investorov, aj u vlády USA, aby mohla posilniť výskum fyziky plazmy.
Zdroj