Ovládneme energii hvězd?

6.2.2015

BUDOUCNOST ENERGETIKY - Může být jaderná fúze blíže, než si myslíme?

Jaderná fúze je zdrojem energie všech hvězd. Díky ní jsme také vznikli my i naše planeta: vesmír původně tvořil jen lehký vodík, k vytváření všech těžších atomů došlo až slučováním jeho jader v nitru hvězd
Jaderná fúze je zdrojem energie všech hvězd. Díky ní jsme také vznikli my i naše planeta: vesmír původně tvořil jen lehký vodík, k vytváření všech těžších atomů došlo až slučováním jeho jader v nitru hvězd

Nejlepší zdroj, jaký lidstvo zná, visí ve vesmíru zhruba 150 milionů kilometrů od nás, energii vyrábí už miliardy let a další miliardy bude. Bohužel má jednu malou nevýhodu: má pravidelné zhruba 12hodinové výpadky každý den a občas i problémy s dodávkami – zvláště, když je pod mrakem.

Nedostatky našeho jinak velmi spolehlivého Slunce se fyzikové pokoušejí vynahradit tím, že chtějí napodobit malou hvězdu zde na Zemi. Snaha vytvořit tzv. fúzní reaktor, ve kterém by se jádra atomů slučovala, místo štěpila jako v jaderných reaktorech, je stará stejně dlouho jako znalost procesů probíhajících v jádru naší hvězdy – a ty byly objeveny ve 30. letech minulého století.

Mohou soukromníci dokázat to, co státům příliš nejde?

Jak se znovu a znovu ukazovalo, jde ovšem o velmi obtížný proces (proč, o tom více na stranách 4 a 5). Přesto se lidé nevzdávají. Na jihu Francie obtížně a téměř v bolestech vzniká ohromný reaktor ITER, zařízení za dvě desítky miliard euro, které by mělo konečně demonstrovat praktickou použitelnost technologie a vyrábět podstatně více energie, než kolik ke svému provozu potřebuje.

Zatím sice není jasné, jak by se měla měnit v elektřinu či jinou formu lidmi využitelné energie, ale ohromným úspěchem by bylo i jen dosažení „hrubého“ energetického zisku v poměru alespoň 10:1 (tedy získat z fúze desetkrát více energie než kolik vložíme do vytvoření vhodných podmínek blížících se těm na Slunci).

Projekt se ovšem potýká s ohromnými potížemi kvůli své nešťastně navržené mezinárodní podobě a zřejmě i chybám jeho managementu. Start se stále odkládal a byly například potíže s kvalitou některých dílů dodávaných členskými zeměmi. Vidina ovládnutí jaderné fúze je ovšem příliš lákavá, než aby se vědci pracující na programu nechali odradit. A nejsou sami.

Do oboru jaderné fúze se ze stejného důvodu snaží proniknout i soukromníci. Nejde jen o maličké firmy, které se čas od času objeví s překvapivým prohlášením o „revoluci“ v oboru ze zcela nečekaného směru a s napřaženou rukou. O slučování vodíkových jader (vodík je nejpoužívanější palivo) se zajímají i některé velké korporace, které by mohly mít realističtější odhad svých vlastních možností. Mohou soukromníci dokázat to, co státům příliš nejde?  

Drahé snění o jaderné fúzi

Slučování atomových jader slibuje téměř věčný zdroj energie. Přesto průlom ne a ne přijít. Mohla by to změnit soukromá firma?

Dovolte, abychom začali citátem: „Británie se včera večer stala oficiálně první zemí, která dokázala, že zkrocená vodíková bomba může nakrmit národy toužící po energii. Výzkumné středisko v Harwellu přinutilo umělé slunce ZETA, aby ukázalo, že jsme první na světě v projektu získání neomezené jaderné energie.“

Odhadli byste, z jakého roku výrok o zářné energetické budoucnosti lidstva pochází? Pravdu měl, kdo odhadl, že z 50. let minulého století, přesně jde o noviny News Chronicle z 25. ledna 1958. Ano, už před více jak půl stoletím se zdálo, že hlavním energetickým zdrojem blízké budoucnosti, zdrojem „čistým“ a prakticky neomezeným, bude slučování atomových jader – stejný proces, který pohání „naše“ Slunce a všechny ostatní hvězdy.

Jde o proces velmi účinný, ke kterému je zapotřebí (tedy alespoň v některých případech) velmi malé množství paliva, a tak bychom ho mohli používat prakticky neomezenou dobu bez obav z nedostatku či vyčerpání zdrojů. Navíc jde o zdroj bezemisní, stejně jako jaderné elektrárny. Bohužel má také stejný problém – rovněž při něm vzniká radioaktivní materiál, který je nutné nechat přirozeně „vyzářit“, a poté bezpečně zlikvidovat. Nejedná se ani tak přímo o odpad z reaktoru, ale spíše o části elektrárny, které začnou samovolně zářit po vystavení silnému proudu neutronů z fúzního reaktoru.

Nelze si samozřejmě nevšimnout, že skutečnost je dosti odlišná. ZETA (Zero Energy Thermonuclear Assembly) bylo sice vědecky velmi cenné zařízení, ale fúzní energie v pravém smyslu v něm vůbec nevznikala. Po tomto zařízení následovala řada dalších, všechna byla o něco dokonalejší než ta předchozí, ale všechna zatím také ukázala, že zvládnutí jaderné fúze bude vždy o něco komplikovanější, než jsme doufali a předpokládali.

Pohled na staveniště fúzního reaktoru ITER v jižní Francii. Stav je ke 30. říjnu 2014. Jak je vidět, připraveny jsou v podstatě základy a (velmi pečlivě připravená) betonová deska pro reaktor, na které bude reaktor stát. Zdroj: ITER
Pohled na staveniště fúzního reaktoru ITER v jižní Francii. Stav je ke 30. říjnu 2014. Jak je vidět, připraveny jsou v podstatě základy a (velmi pečlivě připravená) betonová deska pro reaktor, na které bude reaktor stát. Zdroj: ITER

Jaderná fúze je tak už desítky let předmětem nepřetržitého výzkumu a stejně dlouho se zdá být „téměř na dosah“. Zlí jazykové celkem vtipně, a bohužel zatím výstižně tvrdí, že jaderná fúze vždy byla, je a bude zdrojem energie budoucnosti.

Pokud se vám tato ironická poznámka zdá přehnaná, dovolte, abychom vás vrátili do minulosti tentokrát zcela nedávné, do října 2014. Během něho slavná a velká americká korporace Lockheed-Martin přišla s tiskovým prohlášením, podle kterého pracuje na systému jaderné fúze a do deseti let by měla mít k dispozici první funkční prototyp malého zdroje prakticky „čisté“ energie v téměř neomezeném množství.

Zpráva vzbudila samozřejmě okamžitou pozornost a objevovala se tvrzení, které neměla daleko k britské „fúzní kachně“ z roku 1958. V podstatě všechny variace na tuto zprávu tvrdí, že firmě Lockheed Martin se podařil „průlom“ v této technologii (byť původní tisková zpráva tento termín neobsahuje a jen oznamuje, že firma na tomto problému pracuje), ale jeho podstatu příliš nevysvětlují. Není divu, žádný se nejspíše nekonal. Fúze je nám s největší pravděpodobností stejně vzdálená jako před vystoupením americké firmy. Ale snad je to podstatně blíže než před 50 lety.

Jak postavit hvězdu

Podstata procesu jaderné fúze je dobře známá už téměř sto let: energie v něm vzniká spojováním atomových jader do složitějšího atomu. Jde o stejný pochod, který „pohání“ hvězdy, a pravý opak štěpení, jež probíhá v dnešních jaderných elektrárnách. V nich se naopak složitější jádra rozpadají na jednodušší. Oba procesy mají ale společné uvolňování značného množství energie.

Zatímco štěpení se ukázalo jako relativně snadno přístupné a podařilo se ho energeticky využít už v 50. letech, jadernou fúzi se nám zvládnout vůbec nedaří. Ukázala se jako podstatně obtížnější problém, než naznačovaly odhady odborníků hlavně v druhé polovině 20. století.

Neskutečná nákladnost tradičního přístupu k jaderné fúzi dává prostor „snílkům“ a mesiášům alternativy. Během téměř celých dějin výzkumu tohoto problému se vždy našel někdo, kdo má pocit, že dokáže fúzní účetnictví vylepšit novým, jednodušším a levnějším způsobem.

Princip přitom není tak složitý. Slučování jader je podobná práce jako snaha přiblížit dva magnety shodnými póly k sobě (i když jen analogicky): potřebujete k tomu opravdu extrémní sílu, která by vzájemný odpor magnetů – či částic – pomohla překonat. Může to být tlak, který stlačí jádra bezohledně k sobě, nebo vysoká teplota, která jim dodá tolik energie, že mohou překonat vzájemný odpor a srazit se. Nikdy se nepodaří spojit všechna jádra ve vzorku, ale když jsou podmínky dostatečně extrémní, může se to dít dost často na to, aby vznikal přebytek energie.

Na Slunci šance na spojení dvou jader zvyšuje kombinace obojího: gravitace (fúze probíhá ve velkém jen ve středu hvězdy, ne u povrchu) a vysokých teplot. Díky nim mají jádra dost energie a tak málo místa, že čas od času splynou.

My nevíme, jak na Zemi dosáhnout takových tlaků (s výjimkou jaderných bomb, ale ty se pro výrobu energie nehodí), a tak o to více zvyšujeme teplotu. V experimentálních zařízeních pro zkoumání fúze panují teploty kolem 150 milionů stupňů Celsia, zatímco ve středu naší hvězdy by podle dnešních modelů mělo být „jen“ cca 15,7 milionu stupňů. Takto horkou látku samozřejmě nelze udržet v žádné nádobě, a tak se od začátku výzkumu v minulém století k jejímu udržení používalo magnetické pole, ve kterém „levituje“ plazma (plazma – ve fyzice vždy rodu středního – je plyn, ve kterém jsou místo atomů nabité částice, tedy ionty a elektrony).

Udržet „nějaké“ plazma ve vykázaném prostoru za běžných podmínek není těžké (zručný kutil si jednoduchý fuzor může postavit doma a uvidí výsledky fúze na vlastní oči). Proto si také vědci zpočátku mysleli, že zvládnutí fúze na Zemi nemůže být až tak těžké. Ale brzy se ukázalo, že za vysokých teplot a tlaků je plazma prakticky nepolapitelné. Jednoduše se nám ho i přes desítky let nedaří udržet dost účinně.

Problém je jen v kvantitě: k fúzi v člověkem vyrobených zařízeních nedochází dost často. Vždy je to ztrátový proces, protože na udržení a zahřátí plazmatu vynaložíme podstatně více energie, než bychom z něj mohli získat při výrobě energie. Toto energetické manko se v posledních 50 letech vytrvale zmenšuje, ale stále jsme výrazně v mínusu.

Na velikosti záleží

Protože neumíme plazma udržet dostatečně účinně, musíme to kompenzovat rozměry. „Oblak“ horkého plazmatu musí být dost velký, aby v něm částice paliva (obvykle jádra těžkého vodíku) alespoň nějakou dobu pobyly, a stihly tedy zreagovat na hélium. Ale udržet na vysoké teploty zahřáté částice (tedy s velmi vysokou energií) ve vymezeném prostoru není vůbec jednoduché. V menších zařízeních jich příliš mnoho utíká ven – dají se sice průběžně doplňovat, ale ty doplněné se musí ohřát. A to stojí více energie, než kolik uvolňuje fúze.

Tento technický problém je pro fúzi ve výsledku i velkým problémem politickým. Například proti atomovým elektrárnám je fúze v jiné situaci. Vědci nemohou politikům a veřejnosti předvést malý reaktor, na kterém by proces fungoval. Už „demonstrační jednotka“ musí být obří, protože jinak nebude fungovat. Na základě dnešních znalostí a technických schopností vychází, že musí mít odhadem zhruba 40 metrů na výšku.

Nakonec po desítkách let vědci své mecenáše přesvědčili a na jihu Francie se dnes už několik let staví obří fúzní reaktor ITER. Je to právě jen demonstrační projekt, který má za úkol ukázat, že je možné fúzi na Zemi provádět ziskově. Reaktor by teoreticky měl během pulzů trvajících sedm minut produkovat výkon okolo 500 megawattů, tedy desetkrát více, než je zapotřebí na ohřev plazmatu v něm.

„Jistota desetinásobku“ zní sice na pohled lákavě, ale ve skutečnosti po započtení účinnosti všech předpokládaných zařízení na získávání energie z plazmatu (přímo to nijak nejde) to bude znamenat, že jako elektrárna by byl ITER také nejspíše ještě ztrátový. Což znamená, že skutečná elektrárna by musela být ještě větší, a tedy velmi drahá.

ITER je totiž zařízení na hranici technologických možností, a tedy z podstaty velmi drahé. Navíc se mezinárodní mezivládní projekt podle všeho nepovedlo připravit zrovna ideálně (to je hodně slabý výraz). Různé díly se připravují v různých zemích světa, někdy bez ohledu na skutečné technologické a vědecké možnosti daného státu. Také nebyl vybrán vhodný management a projekt ITER se jeho vedoucím pod rukama rozpadal trochu jako domeček z karet. Přistoupilo se sice k nápravným opatřením a došlo k velké personální obměně, ale škody už teď jsou značné.

Thomas McGuire, fúzní odborník pracující pro firmu Lockheed-Martin, před prototypem fúzního reaktoru vyvíjeného ve slavných dílnách Skunk Works. Zdroj: Lockheed-Martin
Thomas McGuire, fúzní odborník pracující pro firmu Lockheed-Martin, před prototypem fúzního reaktoru vyvíjeného ve slavných dílnách Skunk Works. Zdroj: Lockheed-Martin

Když v roce 2006 sedm partnerů projektu – Evropská unie, USA, Rusko, Jižní Korea, Čína, Indie a Japonsko – podepisovalo dohodu o stavbě, celková cena projektu se odhadovala na pět miliard eur. Poté se předpokládalo, že jenom cena evropského podílu – který činí 45 procent celkových nákladů – bude činit 5,8 miliardy eur. Loni v květnu se investice posunula na 7,2 miliardy eur a v tuto chvíli už by měla činit zhruba 9 miliardy eur. Celková výše nákladů na stavbu se nyní odhaduje na 21 miliard eur a zařízení nepoběží určitě dříve než v roce 2020 místo původně plánovaného roku 2015.

A teď jinak!

Neskutečná nákladnost tradičního přístupu k jaderné fúzi dává prostor „snílkům“ a mesiášům alternativy. Během téměř celých dějin výzkumu tohoto problému se vždy našel někdo, kdo má pocit, že dokáže fúzní účetnictví vylepšit novým, jednodušším a levnějším způsobem. Nemluvíme teď o různých podvodnících, ale o výzkumnících či firmách, které se domnívají, že v rámci seriózního výzkumu přišli na něco, co ostatní přehlédli nebo nedotáhli.

Přesně jako v případě zmiňované firmy Lockheed-Martin a konkrétně jejího proslulého návrhářského a vývojového pracoviště Skunk Works (ano, doslova „Skunčí dílny“), kde se vyvíjela například slavná špionážní letadla jako U-2 nebo SR-71 firmy Lockheed-Martin. Ta představila projekt vývoje malého fúzního reaktoru s výkonem cca 100 megawattů, což je malý elektrárenský blok, vhodný třeba pro dodávky elektřiny pro nějaké městečko nebo průmyslový závod. Tvrdí, že místo 40 metrů by si jejich reaktor měl vystačit s rozměry kolem sedmi metrů, a měl by být tedy výrobně mnohem jednodušší a levnější.

Základem zařízení má být magnetická komora, ve které je na vysokou teplotu zahřáté plazma složené podle všeho ze dvou různých „forem“ vodíku s různým počtem neutronů v jádře (jde tedy o izotopy, a to deuterium a tritium). Zjednodušeně proces probíhá tak, že když dojde na spojení dvou atomů v plazmatu, vznikne helium a uvolní se neutrony. Tyto částice bez náboje magnetická past neudrží, vyletí, srazí se s materiálem stěny, předají mu část energie a zahřejí ho. Toto teplo pak má sloužit ke generování energie, třeba v turbíně.

Klíčová je v tuto chvíli první část celého procesu, tedy srážení atomových jader s takovou četností, aby vznikalo podstatně více energie, než je zapotřebí na vytvoření „pasti“. Lockheed-Martin v tomto ohledu jde cestou ne úplně prošlapanou. Za nejslibnější (což neznamená nutně úspěšný) princip se přitom dnes běžně považuje udržení plazmatu v magnetickém poli. Ztělesňuje ho právě zmiňovaný ITER a před ním desítky zařízení po celém světě, zvaných tokamaky, včetně dvou v ČR. Tato zařízení mají v experimentech zatím nejlepší naměřené výsledky a nejvíce se přiblížily hranici energetické „ziskovosti“.

Nejdražší termoska Reaktor ITER je navržený jako zařízení na udržení velmi žhavého plazmatu v tak velkém množství, aby v něm spojování atomových jader vytvářelo zhruba desetkrát více energie, než kolik bude zapotřebí k ohřátí a udržení plazmatu. Využívá k tomu principu reaktoru známého jako tokamak.  1. Vakuová nádoba určená na udržení plazmatu.  2. Ohřev zajišťuje jak vstřikování zahřátého materiálů, tak ohřev plazmatu intenzivním rádiovým zářením. 3. Magnety, které plazma udrží v komoře, vytvářejí pole zhruba 200tisíckrát silnější než magnetické pole Země.  4. Ochranu magnetů a stěn vakuové komory před působením plazmatu zajistí tuny stínícího materiálu.  5. Divertor na dně tokamaku je zařízení, které původně nebylo součástí konstrukčního návrhu. Jeho účinnost ve stabilizaci plazmatu byla prokázána právě včas, aby se na poslední chvíli dostalo i do ITERu.  6. Sledování parametrů plazmatu a dění v komoře zajišťuje celá řada diagnostických přístrojů.  7. Chlazení všech systémů tokamaku má na starosti kryostatický obal, který obepíná celý reaktor a funguje trochu jako obří lednička.
Nejdražší termoska Reaktor ITER je navržený jako zařízení na udržení velmi žhavého plazmatu v tak velkém množství, aby v něm spojování atomových jader vytvářelo zhruba desetkrát více energie, než kolik bude zapotřebí k ohřátí a udržení plazmatu. Využívá k tomu principu reaktoru známého jako tokamak. 1. Vakuová nádoba určená na udržení plazmatu. 2. Ohřev zajišťuje jak vstřikování zahřátého materiálů, tak ohřev plazmatu intenzivním rádiovým zářením. 3. Magnety, které plazma udrží v komoře, vytvářejí pole zhruba 200tisíckrát silnější než magnetické pole Země. 4. Ochranu magnetů a stěn vakuové komory před působením plazmatu zajistí tuny stínícího materiálu. 5. Divertor na dně tokamaku je zařízení, které původně nebylo součástí konstrukčního návrhu. Jeho účinnost ve stabilizaci plazmatu byla prokázána právě včas, aby se na poslední chvíli dostalo i do ITERu. 6. Sledování parametrů plazmatu a dění v komoře zajišťuje celá řada diagnostických přístrojů. 7. Chlazení všech systémů tokamaku má na starosti kryostatický obal, který obepíná celý reaktor a funguje trochu jako obří lednička.

Tokamaky používají k udržení plazmatu komoru tzv. toroidální, tedy podobnou duši od kola. Plazmu od stěn udržuje magnetické pole, které má tvar zhruba jako drát omotaný po povrchu duše. Magnety v designu Lockheedu vytvářejí pole se složitějším tvarem, který však zhruba kopíruje tvar komory s konci uzavřenými silným magnetickým polem, tzv. „magnetickými zrcadly“.

Jistý podiv vzbuzuje fakt, že ve Skunk Works umístili magnety přímo v komoře s plazmatem, tedy v místě, kde panují extrémní podmínky. Nejde o teplotu, ale především o vliv neutronů vznikajících při fúzi. Ty dokážou rychle narušit a poničit i velmi odolné materiály, proto se u většiny návrhů důkladně chrání několik desítek centimetrů silnou vrstvou nějakého stínícího materiálu. Podle McGuira nakonec stínění zakomponováno do projektu bude, ale ještě není jasné jak a nakolik to zvětší jeho nyní vychvalované malé rozměry.

I když jde o zajímavý projekt, úplná novinka to není. Podobný koncept kruhových magnetů sestavených do řady (anglicky nazývaný „picket fence“ – laťkový plot) je známý od 50. let. Tehdy se ovšem ukázalo, že zařízení by bylo přece jen dost děravé – plazma by z něj unikalo, a tak se vývoj zastavil. Dnes sice existují některé technologie, které tehdy nebyly dostupné, ale je otázka, zda původní slabiny dokážou vynahradit.

Lockheed-Martin, či spíše jeho návrháři si vůbec půjčují celou řadu rysů z jiných alternativních nápadů na vytvoření fúzního reaktoru. Například si půjčují některé rysy ze zařízení Polywell, které představuje pokus o kombinaci udržení plazmatu v magnetickém a elektrickém poli. (Elektrické pole navíc ještě urychlovalo částice, a zvyšovalo tak jejich energii a šanci na fúzi.) Na velmi podobném zařízení se svého času pracovalo i v Sovětském svazu, ale v 90. letech vývoj podle všech informací zcela ustal.

Neznámá není lepší

Nedá se říci, že by podobné alternativní přístupy vůbec neměly smysl. Po desítkách let se například vrátila pozornost vědců k zařízení, které před půl stoletím vytlačily z výzkumu tokamaky. Jde o tzv. stelarátory, jež vypadají také trochu jako duše od kola (ale hodně zprohýbané). Oproti tokamakům mají jisté výhody: plazmatem v nich neprobíhá elektrický proud, který sice zlepšuje možnosti udržení plazmatu, ale zároveň narušuje jeho stabilitu.

V 90. letech se zlepšování výkonů tokamaků příliš nedařilo, a tak se znovu obrátila pozornost ke stelarátorům, jež umožňují některé problémy obejít. Na světě tak vzniklo několik zařízení, která dnes přispívají k poznání této problematiky z nového pohledu.

Další velmi zajímavou alternativou jsou „hybridní reaktory“. O těch se také uvažovalo už v 50. letech minulého století a v podstatě jde o kombinace fúzního zařízení a klasické atomové elektrárny. Centrum „hybridu“ by měla tvořit fúzní komora, ve které by spojováním atomových jader vznikal proud rychlých neutronů. Kolem ní by byla obálka ze štěpitelného materiálu. Ten by se v proudu neutronů z jádra reaktoru postupně rozpadal za uvolňování energie.

Koncept má své výhody: některé fúzní reakce vytvářejí skutečně velké množství rychlých neutronů. Jinými slovy, štěpná reakce v jaderném materiálu obklopujícím jádro je poháněna zvenčí a dá se zastavit vypnutím vypínače. Navíc může být jaderného materiálu tak málo, že v něm jaderná reakce jednoduše nemůže přerůst v samovolnou řetězovou reakci a elektrárna se v případě jakýchkoliv potíží v podstatě sama od sebe vypne.

Atomoví inženýři z univerzity v Austinu před pár lety vyšli s návrhem hybridu jako „spalovny“ nebezpečného jaderného odpadu. Podle autorů návrhu by se měl vypořádat s 99 procenty materiálu z atomových elektráren, který dnes jen ukládáme a čekáme na jeho samovolný rozpad. Přitom by ještě zařízení mohlo vyrábět elektřinu stejně účinně jako běžná atomová elektrárna. V cestě realizaci nápadu stojí především náklady spojené se schvalovacím a ověřovacím procesem pro takto radikálně nový typ zařízení.

Fúze se nevzdává

V tuto chvíli je naděje, že právě tyto přístupy přinesou něco zcela nového, větší než v případě Lockheedu, který zatím vlastně nic nepředvedl. Firma jen ukázala komoru na udržení plazmatu, ve které mělo údajně proběhnout zhruba 200 zkoušek udržení se zahříváním maximálním výkonem kolem jednoho kilowattu (používají se rádiové vlny, což není v této oblasti neobvyklé).

Lockheed-Martin ale zatím nesdělil ani základní parametry dosažené během zkoušek – na jakou teplotu se plazma podařilo zahřát, jakou mělo hustotu, jak dlouho se ho podařilo udržet – takže jeho účinnost jednoduše nejde posoudit. Výsledky prvních praktických zkoušek by měly být zveřejněny snad někdy během příštího roku.

Nečekejme zázraky. Firma po první vlně zájmu novinářů a veřejnosti přišla s prohlášením, že informace měla sloužit především jako výzva pro partnery a vědce, kteří by chtěli s firmou na projektu spolupracovat. Také dala najevo, že její cíle (reaktor do 10 let) jsou jenom orientační.

To ovšem neznamená, že by jaderná fúze jako celek byla odsouzena k věčnému neúspěchu. Desítky let výzkumu ukázaly, že existují možnosti, jak tento potenciál využít. Navíc se vždy mohou objevit i nové, zatím neznámé cesty. Fúze tedy využitelná je, brzy se toho ovšem zřejmě nedočkáme z čistě ekonomických důvodů.

Energie je dnes nejlevnější v dějinách lidstva, a my se podle toho chováme. Například tempo dalších investic do energetiky – podle objektivních ukazatelů největšího ekonomického odvětví na světě – je z globálního hlediska velmi malé. Pro srovnání: světové automobilky dávají do výzkumu a vývoje celkově zhruba třikrát více prostředků, než na stejnou kapitolu dávají energetika a chemický průmysl dohromady. Podobná je situace i ve státem dotovaném výzkumu, kde je sice peněz na základní výzkum typu fúze více, ale většina z nich v posledních letech směřovala na výzkum obnovitelných zdrojů. Proto můžeme fúzním „průkopníkům“ přát jen trpělivost a štěstí, budou ho ještě dlouhou dobu nejspíše potřebovat.   

 

Názor experta:

Jan Mlynář

Ústav fyziky plazmatu

Hlavní obtíž výzkumu jaderné fúze dnes skutečně je, že s dostupnou technikou to nepůjde bez velkých rozměrů. Bez nich bude proces vždy neefektivní a bude vyžadovat více energie, než kolik vyrobí. Proto je zapotřebí velkých prostředků už na pouhou demonstrační jednotku, kterou se v podstatě stal tokamak ITER, byť je o něco menší, než by si fyzikální obec v ideálním případě představovala. Zároveň jde opravdu o projekt na hranicích našich technických schopností. Jinými slovy, riziko technických problémů není vzhledem k vysoké ceně investice vůbec zanedbatelné. A to bychom pro budoucí fúzní elektrárny potřebovali ještě mnohem širší výzkum: hledat nové materiály, nové technologie chlazení a tak dále. Do takových rizik ale musíme jít, pokud chceme hledat nová řešení. Nesmíme zapomenout, že jsme v pravěku fúze – jsme v situaci, kdy se snažíme vykřesat oheň kvůli správné představě, že až to zvládneme, budeme mít velmi užitečný nástroj pro náš další rozvoj. Nástroj, který nám může přinést mnohem více, než si dnes dokážeme představit. Vždyť naši prapředkové nad první jiskrou nedokázali dohlédnout důsledků svého úspěchu: kdo z nich mohl tušit, že někdy vznikne něco jako spalovací motor.

Autor: spe

Svět plný energie > Zajímavosti > Ovládneme energii hvězd?

Aktuality
16.7.2019 Emisních povolenek znovu ubude

AKTUALITY - Přebytek emisních povolenek na trhu je podle dat Evropské komise pro 2019 stejný jako v loňském roce. celý článek

13.5.2019 Uranová kostka z válečného Německa

AKTUALITY - Fyziky z univerzity v Marylandu překvapila nečekaná anonymní zásilka, ze které se vyklubala palivová kostka z nacistického jaderného reaktoru. celý článek

15.4.2019 OZE dodaly v Německu 65% elektřiny

AKTUALITY - První týden v březnu Německo zažilo energetickou premiéru: obnovitelné zdroje energie (OZE) vyrobily rekordních 65 % veškeré elektřiny. celý článek

11.3.2019 Ve Fukušimě není místo pro hlínu

AKTUALITY - Osm let po havárii Fukušimy se její likvidátoři potýkají s nepříjemným problémem - nedostatkem místa pro nebezpečný odpad.  celý článek

4.2.2019 Jak skladovat elektřinu v betonu

SKLADOVÁNÍ ENERGIE - Švýcarský start-up zkouší prorazit s velmi netradiční „baterií“, která se neobejde bez jeřábu. celý článek

  

Chcete dostávat své osobní vydání tištěného magazínu Svět plný energie?

Ano, chci

Podporujeme:

SVĚT PLNÝ ENERGIE

Webový magazín a tištěný
čtvrtletník přináší témata,
zajímavosti, rozhovory
a důležité informace nejen
ze světa plného energie.

Pro Lumius, spol. s r.o.
vydává Business Media CZ

Redakce:
Josef Janků,
Jakub Merta, Jan Gregor

Grafické zpracování:
Michael Ehrlich

Texty:
neoznačené materiály jsou redakční

Foto:
archiv firem a autorů, redakce,
Thinkstock

Kontakt:

Aktuality
16.7.2019 Emisních povolenek znovu ubude

AKTUALITY - Přebytek emisních povolenek na trhu je podle dat Evropské komise pro 2019 stejný jako v loňském roce. celý článek

13.5.2019 Uranová kostka z válečného Německa

AKTUALITY - Fyziky z univerzity v Marylandu překvapila nečekaná anonymní zásilka, ze které se vyklubala palivová kostka z nacistického jaderného reaktoru. celý článek

15.4.2019 OZE dodaly v Německu 65% elektřiny

AKTUALITY - První týden v březnu Německo zažilo energetickou premiéru: obnovitelné zdroje energie (OZE) vyrobily rekordních 65 % veškeré elektřiny. celý článek

11.3.2019 Ve Fukušimě není místo pro hlínu

AKTUALITY - Osm let po havárii Fukušimy se její likvidátoři potýkají s nepříjemným problémem - nedostatkem místa pro nebezpečný odpad.  celý článek

4.2.2019 Jak skladovat elektřinu v betonu

SKLADOVÁNÍ ENERGIE - Švýcarský start-up zkouší prorazit s velmi netradiční „baterií“, která se neobejde bez jeřábu. celý článek

  

Chcete dostávat své osobní vydání tištěného magazínu Svět plný energie?

Ano, chci

Podporujeme:

SVĚT PLNÝ ENERGIE

Webový magazín a tištěný
čtvrtletník přináší témata,
zajímavosti, rozhovory
a důležité informace nejen
ze světa plného energie.

Pro Lumius, spol. s r.o.
vydává Business Media CZ

Redakce:
Josef Janků,
Jakub Merta, Jan Gregor

Grafické zpracování:
Michael Ehrlich

Texty:
neoznačené materiály jsou redakční

Foto:
archiv firem a autorů, redakce,
Thinkstock

Kontakt: