Průlom v jaderné fúzi: Vědci dosáhli čistého energetického zisku

Americkým vědcům se podařilo dosáhnout historického milníku v oblasti jaderné fúze. Poprvé v dějinách vyrobili více energie, než bylo potřeba k zahájení fúzní reakce. Tento průlom otevírá cestu k potenciálně neomezenému zdroji čisté energie.

Dne 13. prosince 2022 oznámili představitelé amerického ministerstva energetiky přelomový úspěch v oblasti jaderné fúze. Vědcům z Národní laboratoře Lawrence Livermore v Kalifornii se podařilo dosáhnout tzv. čistého energetického zisku při fúzní reakci. To znamená, že poprvé v historii vyrobili více energie, než bylo potřeba k zahájení a udržení samotné reakce.

Co je jaderná fúze a proč je tak důležitá?

Jaderná fúze je proces, při kterém se dvě nebo více atomových jader spojí do jednoho většího jádra, přičemž se uvolní obrovské množství energie ve formě tepla. Jde o stejný proces, který pohání Slunce a hvězdy. Na rozdíl od jaderného štěpení, které se využívá v současných jaderných elektrárnách, fúze neprodukuje dlouhodobý radioaktivní odpad a má potenciál stát se prakticky nevyčerpatelným zdrojem čisté energie.

Jennifer Granholmová, ministryně energetiky USA, označila tento úspěch za jeden z nejpůsobivějších vědeckých úspěchů 21. století. Dodala, že zapálení fúze nám umožňuje poprvé replikovat určité podmínky, které se nacházejí pouze ve hvězdách a na Slunci. Tento milník nás posouvá o významný krok blíže k možnosti bezemisní fúzní energie pohánějící naši společnost.

Jak vědci dosáhli průlomu?

Vědci v Národní laboratoři Lawrence Livermore (2022) použili 192 vysoce výkonných laserů k zaměření obrovského množství energie na malou kapsli obsahující deuterium a tritium – izotopy vodíku. Tato energie stlačila a zahřála palivo na teploty vyšší než ve středu Slunce, což vedlo k fúzní reakci.

Klíčovým úspěchem bylo, že energie uvolněná touto reakcí (3,15 megajoulu) převýšila energii laserů použitou k jejímu zahájení (2,05 megajoulu). Tento čistý energetický zisk je považován za zásadní milník na cestě k praktickému využití fúzní energie.

Význam pro budoucnost čisté energie

Tento průlom má potenciálně dalekosáhlé důsledky pro budoucnost energetiky a boj proti klimatickým změnám. Fúzní energie by mohla poskytnout prakticky neomezený zdroj čisté energie bez produkce skleníkových plynů nebo dlouhodobého radioaktivního odpadu.

Arati Prabhakarová, vědecká poradkyně prezidenta Bidena, označila tento úspěch za vědecký milník a také technický zázrak, který přesahuje veškeré představy. Zdůraznila, že k dosažení tohoto cíle bylo zapotřebí ne jedné, ale několika generací lidí.

Výzvy a budoucí perspektivy

Přestože je tento průlom významný, je třeba zdůraznit, že k praktickému využití fúzní energie v komerčním měřítku je ještě dlouhá cesta. Vědci musí nyní řešit řadu technických výzev, včetně:

• Zvýšení účinnosti procesu
• Vývoje materiálů schopných odolat extrémním teplotám a tlakům
• Návrhu systémů pro zachycení a využití uvolněné energie
• Škálování technologie na úroveň potřebnou pro komerční elektrárny

Odborníci odhadují, že komerční využití fúzní energie by mohlo být reálné v horizontu 20-30 let. Přesto tento průlom představuje zásadní krok vpřed a dodává novou energii výzkumu v této oblasti.

Mezinárodní spolupráce a investice

Úspěch amerických vědců pravděpodobně podnítí zvýšený zájem a investice do fúzního výzkumu po celém světě. Již nyní probíhá řada mezinárodních projektů, včetně evropského reaktoru ITER ve Francii, na kterém se podílí i Česká republika.

Očekává se, že vlády a soukromý sektor budou v následujících letech výrazně navyšovat investice do fúzního výzkumu. Například americké ministerstvo energetiky oznámilo plán investovat v příštích pěti letech do fúzního výzkumu přibližně 15 miliard Kč (700 milionů USD).

Závěr

Dosažení čistého energetického zisku při jaderné fúzi představuje historický milník ve vědeckém výzkumu a potenciálně otevírá cestu k revoluci v energetice. Přestože k praktickému využití fúzní energie zbývá ještě dlouhá cesta, tento průlom dodává novou naději v boji proti klimatickým změnám a hledání udržitelných zdrojů energie pro budoucnost.

Jak uvedla ministryně Granholmová: Toto je to, jak vypadá americké vedení, a teprve začínáme. Nyní bude klíčové udržet momentum a pokračovat v intenzivním výzkumu a vývoji, abychom mohli plně využít potenciál této slibné technologie.