Jaderná fúze poprvé v historii vyrobila více energie, než "spotřebovala"
14.12.2022, Milan Šurkala, aktualita
Před několika dny se povedlo dosáhnout historického milníku. Poprvé v historii lidstva byla zažehnuta taková fúzní reakce, že na výstupu bylo více energie než na vstupu. Navíc to nebylo jen o chlup, ale o 54 %. Má to ale několik háčků.
Na jadernou fúzi, která by vygenerovala více energie, než do ní vstupuje, čeká už lidstvo více než půl století. Čekání je u konce a 5. prosince se toto v National Ignition Facility (NIF) konečně podařilo. Tento systém má uprostřed zařízení kapsli s těžkým vodíkem v podobě deuteria a tritia. 192 laserů pálí na vnitřní zlaté stěny zařízení, dosáhne se obrovské teploty a vzniknou rentgenové paprsky, které pak zažehnou reakci v kapsli díky tomu, že dojde k její implozi a slučování atomů vodíků za vzniku helia. Poněvadž je ale atom helia lehčí než dva atomy vodíku, které do reakce vstupují, uvolňuje se energie, která se pak zachycuje.
National Ignition Facility (NIF), autor: Lawrence Livermore National Laboratory, CC BY-SA 3.0, přes Wikimedia Commons
V srpnu 2021 se o podobný pokus v NIF pokusili a při vstupu 1,9 MJ byl výstup jen 1,3 MJ (i to ale bylo výrazně více než při předchozích pokusech). Později se to nepovedlo zopakovat a objevovaly se i hlasy, že pokračování zkoumání v NIF nemá další budoucnost. Pokračovalo se ale dál a máme tu historicky významný výsledek. Na vstupu bylo 2,05 MJ, nicméně na výstupu bylo získáno dokonce 3,15 MJ, což je zisk 1,1 MJ energie (cca 54 % navíc). To ale není nějak závratné množství. Je to zhruba 0,3 kWh (300 Wh), což by stačilo na nabití zhruba 15 telefonů s 5000mAh akumulátorem, ujetí cca 1,5 km s elektromobilem nebo uvaření vody ve standardní rychlovarné konvici.
Tady ale pozitivní zprávy končí. Při testu se rozbily některé měřící přístroje, což celou analýzu testu komplikuje. Aby toto mohlo sloužit jako elektrárna pro čistou energii, muselo by k takovým zážehům docházet neustále, což nynější zařízení nezvládá. Vyrábět elektřinu po desetinách kWh s několikahodinovým chlazením laserů je neúnosně málo. Máme tu ale ještě jeden významný problém, který zase vrací celou záležitost pěkně na zem (pokud ne rovnou pod ní). Samotné lasery sice měly výstupní energii okolo 2 MJ, ale aby jí dosáhly, bylo zapotřebí cca 300 MJ energie na jejich vstupu. Ve výsledku tak bylo dosaženo toho, že ze 300 MJ získali něco přes setinu, pouhých 3,15 MJ.
Je pravdou, že NIF pracuje s velmi zastaralými a nepříliš efektivními lasery, ale i tak je otázkou, zda se někdy podaří zlepšit efektivitu moderních laserů natolik, aby byl výsledek opravdu kladný. Připomeňme, že druhým způsobem, jak spustit fúzi, jsou tokamaky, které pracují na principu magnetických polí. Tam se ale pozitivní energetické bilance nepodařilo dosáhnout.
