Sen o jaderné fúzi: neomezená energie bez odpadu

Po desetiletí vědecká komunita snila o dosažení jaderné fúze. Proces, jehož dosažení by se mohlo stát čistým a prakticky nekonečným zdrojem energie. Laboratoře po celém světě se během let snažily pochopit, jak tento jev funguje, a především, jak jej provést, abychom vyřešili naše energetické potřeby.

Vědci tvrdí, že jsme si velmi blízcí na práh vznícení . To znamená od okamžiku, kdy vyrobená energie překročí energii použitou k vyvolání reakce. Stejně jako při jiných příležitostech se inženýři a vědci inspirují mechanismy, které příroda využívá k tomu, aby nabídla řešení potřeb lidí. Přesněji řečeno, jaderný fúzní reaktor napodobuje jevy, které se vyskytují v jádru hvězd.

Sen o jaderné fúzi: neomezená energie bez odpadu

Napodobování přirozeného splynutí hvězd

Inženýři a vědci, kteří pracují na návrhu a konstrukci experimentálních jaderných fúzních reaktorů, se snaží napodobit to, co se děje uvnitř hvězd, aby získali velké množství energie.

Například, Projekt EAST (Experimental Advanced Supravodivý Tokamak). , vyvinutý Čínou a známý jako to, co by mohlo být „Umělé slunce“, si klade za cíl vytvořit téměř neomezenou čistou energii. „Nedávná operace pokládá pevný vědecký a experimentální základ pro provoz fúzního reaktoru,“ Pro agenturu Xinhua to řekl Gong Xianzu, výzkumník z Ústavu fyziky plazmatu Čínské akademie věd, který vedl nejnovější experiment.

Umělé slunce, které na více než 17 minut pětkrát znásobilo teplotu Slunce a dosáhlo teplot 70 milionů stupňů Celsia. Proces, který nevyžaduje fosilní paliva a nezanechává zbytky.

JET reaktor

Není to ale jediný vědecký experiment, který napodobuje způsob, jakým se Slunce živí. Reaktor Joint European Torus (JET) se sídlem ve Spojeném království nedávno otevřel dveře čisté a téměř neomezené výrobě energie 59 megajoulů energie během 5sekundového výbuchu jaderné fúze. Číslo, které znamená zdvojnásobení předchozího rekordu 21.7 megajoulů stanoveného zařízením v roce 1997.

Proces, který pohání hvězdy, spojuje atomy vodíku při teplotách desetkrát vyšších než má Slunce, které se pak spojí a uvolní velké množství energie. "Ukázali jsme, že můžeme vytvořit mini-hvězdu uvnitř našeho stroje a podržet ji tam po dobu pěti sekund a získat vysokou propustnost, která nás skutečně přenese do nové sféry," vysvětlil Dr. Joe Milnes, provozní manažer laboratoře reaktoru JET. .

Jednou z největších výhod jaderné fúze je, že nevyžaduje velké množství paliv a množství odpadu, které vytváří, je malé. , radioaktivní odpad s krátkou životností . Navíc neprodukuje skleníkové plyny.

Reaktor JET

JET reaktor

laserem řízená jaderná fúze

Přísliby jaderné fúze jsou mnohými vnímány jako odpověď na energetickou krizi právě procházíme. Zatímco někteří lidé již přešli k vlastní spotřebě na solární energii, experimenty provedené v National Ignition Facility (NIF) v Lawrence Livermore National Laboratory v Kalifornii, USA, potvrdily způsob výroby jaderné energie z laserové fúze.

Milník, který byl na obálce časopis Nature , ve kterém je ukázáno, že plazma je stlačováno a zahříváno, přičemž je schopno dodávat vlastní teplo. Stejně jako výše citované studie se inženýři a fyzici zapojení do tohoto projektu snaží napodobit to, co se děje uvnitř hvězd.

Jedním z nejkritičtějších kroků je mít čistý generátor energie, „hořící plazma, ve které je jaderná fúze hlavním zdrojem tepla k udržení paliva v plazmovém stavu dostatečně horkém, aby umožnilo další fúzní reakce“. “. Alex Zylstra a jeho tým dokázali tento velký krok v laboratoři udělat. Experiment podrobně popsaný v Nature využívá energie 192 laserových paprsků velmi rychle zahřát vnitřek dutého válce a vytvořit rentgenové záření. V důsledku toho se izotopy vodíku spojí „za vzniku neutronu a částice alfa, což je jádro atomu helia. Alfa částice se srazí s plazmou a samovolně se zahřejí palivo."

Vědci začali pracovat na jaderné fúzi téměř před 50 lety, v této době se objevily první techniky magnetického zadržení. Navzdory pokrokům citovaným v těchto studiích však stále existují obrovské problémy, které je třeba vyřešit, než komerční jaderný fúzní reaktor spatří světlo světa.