Termonukleární energie: stav a vyhlídky

Článek pojednává o důvodech, proč dosud regulovaná termonukleární fúze nenašla průmyslovou aplikaci.

Když v padesátých letech minulého století zemětřesením otřásly silné exploze fúzní bombyvypadalo to jako před mírovým použitím energie jaderné fúze zbývá jen velmi málo: jedna nebo dvě desetiletí. Existovaly důvody pro tento optimismus: uplynulo pouhých 10 let od okamžiku, kdy byla atomová bomba použita, až do vytvoření reaktoru, který vyráběl elektřinu.

Ale úkol omezování fúze Ukázalo se, že je neobvykle složitý. Desetiletí prošla jeden po druhém a přístup k neomezeným zásobám energie nebyl nikdy získán. Během této doby lidstvo, spalování fosilních zdrojů, znečišťovalo atmosféru emisemi a přehřívalo ji skleníkovými plyny. Katastrofa v Černobylu a Fukušimě-1 diskreditovala jadernou energii.

Co nám bránilo zvládnout takový slibný a bezpečný proces fúze, který by mohl navždy odstranit problém zásobování lidstva energií?

Zpočátku bylo jasné, že k tomu, aby reakce proběhla, bylo nutné spojit jádra vodíku tak pevně, aby jaderné síly mohly tvořit jádro nového prvku - helia s uvolněním významného množství energie. Jádra vodíku jsou však od sebe odrazena elektrickými silami. Hodnocení teplot a tlaků, při kterých začíná řízená termonukleární reakce, ukázalo, že žádný materiál nemůže odolávat těmto teplotám.

Ze stejných důvodů bylo odmítnuto čisté deuterium, izotop vodíku. Poté, co strávili miliardy dolarů a desetiletí času, byli vědci konečně schopni zapálit termonukleární plamen na velmi krátkou dobu. Zbývá se naučit, jak udržet fúzní plazmu po dlouhou dobu. Bylo nutné přejít od počítačového modelování ke konstrukci skutečného reaktoru.

V této fázi se ukázalo, že úsilí a zdroje samostatného státu by nestačily na výstavbu a provoz pilotních a pilotních zařízení. V rámci mezinárodní spolupráce bylo rozhodnuto o realizaci projektu experimentálního termonukleárního reaktoru v hodnotě více než 14 miliard USD.

V roce 1996 však Spojené státy ukončily svou účast a v důsledku toho i financování projektu. Implementace šla nějakou dobu na úkor Kanady, Japonska a Evropy, ale nikdy nedošlo k výstavbě reaktoru.

Druhý projekt, také mezinárodní, se realizuje ve Francii. K dlouhodobému zadržování plazmatu dochází díky speciální formě magnetického pole - ve formě láhve. Základ této metody položili sovětští fyzici. První instalace typu "Tokamak" by měl dávat výstupu více energie, než kolik se vynakládá na zapálení a udržení plazmy.

Do roku 2012 by měla být instalace reaktoru dokončena, ale neexistují žádné informace o úspěšném provozu. Možná, že ekonomický otřes posledních let provedl úpravy plánů vědců.

Problémy při dosahování řízené fúze vyvolalo spoustu spekulací a falešných zpráv o takzvaných "Studená" termonukleární fúzní reakce. Přes skutečnost, že dosud nebyly nalezeny žádné fyzické schopnosti nebo zákony, mnoho vědců tvrdí, že existuje. Koneckonců, sázky jsou příliš vysoké: od Nobelových cen pro vědce po geopolitickou nadvládu státu, který ovládl takovou technologii a získal přístup k množství energie.

Ale každá taková zpráva je přehnaná nebo upřímně nepravdivá. Vážní vědci se vztahují k existenci podobné reakce se skepticismem.

Skutečné možnosti zvládnutí syntézy a zahájení průmyslového provozu termonukleárních reaktorů jsou posunuty zpět do poloviny 21. století. Do této doby bude možné vybrat potřebné materiály a vypracovat jejich bezpečný provoz. Protože takové reaktory budou pracovat s plazmou o velmi nízké hustotě, bezpečnost jaderné syntézy bude mnohem vyšší než jaderné elektrárny.

Jakékoli narušení v reakční zóně okamžitě „uhasí“ termonukleární plamen. Neměla by však být opomíjena bezpečnostní opatření: kapacita reaktorů bude tak velká, že nehoda i v obvodech odvodu tepla může vést k obětem i znečištění životního prostředí. Jediné, co zbývá, je malé: počkejte 30-40 let a podívejte se na dobu hojnosti energie. Pokud přežijeme, samozřejmě.