Rekordných 22 minút

Vedcom z francúzskeho inštitútu CEA sa podaril veľký pokrok – udržali v tokamaku plazmu s vysokou energiou v stabilnom stave približne 22 minút.

Slovensko patrí medzi krajiny, ktoré v širokej miere vyrábajú elektrickú energiu rozpadom – štiepením – jadier ťažkých prvkov, napríklad uránu. Vedci však už dávnejšie prišli nato, že energia by sa dala získavať aj opačným postupom, teda zlučovaním jadier ľahkých prvkov. Tomuto procesu sa hovorí jadrová fúzia, pričom ide o bezemisný druh energie. Tá nezanecháva žiaden odpad ani nespotrebovateľný zostatok. Pre názornosť možno uviesť, že z jedného gramu izotopov vodíka možno vyťažiť toľko energie ako z 11 ton uhlia.

Tokamak - spleť potrubí a čerpadiel
Foto CEA/L. Godart

Možno si preto položiť otázku, prečo ešte neexistujú elektrárne na báze jadrovej fúzie. V malom meradle, v laboratóriu, je pomerne jednoduché spojiť atómy. Iným problémom je vytvoriť také podmienky, aké panujú vnútri Slnka, teda vytvoriť prakticky využiteľný fúzny reaktor, ktorý by udržal horúcu plazmu pokope po dlhý čas. Podstatou je vytvoriť reaktor vytvárajúci viac energie, než spotrebuje na vytvorenie vhodných podmienok na udržanie plazmy. Takéto reaktory sú technologicky veľmi náročné. Znamená to vytvoriť v reaktore teplotu 100 až 150 miliónov stupňov Celzia, tlak päť až desať atmosfér v mieste reakcie a udržať plazmu s vysokou energiou v stabilnom stave po dobu najmenej desať sekúnd.

Hra vedcov

Do úsilia vytvoriť takéto podmienky investujú štáty aj súkromní investori obrovské finančné prostriedky. Vedci dokonca medzi sebou súťažia, pričom cieľom je udržať plazmu v reaktore dlhšie než konkurenčný tím. Najvýznamnejší a hádam aj najúspešnejší v tejto hre vedcov je v súčasnosti tím francúzskej inštitúte CEA (Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives). Tá vykonáva výskum na reaktore WEST Tokamak. Fiktívnym protihráčom je čínsky tokamak EAST. Výraz tokamak je ruský akronym, ktorý v preklade znamená toroidná komora v magnetických cievkach.
Pokiaľ ide o dĺžku udržania plazmy, donedávna dominoval čínsky tokamak, v ktorom sa horúca plazma udržala 1 066 sekúnd. Číňania sa však z tohto úspechu netešili dlho, pretože francúzsky tokamak si v krátkom čase vydobyl prvenstvo, keď vo svojich útrobách udržal plazmu 1 337 sekúnd, teda približne 22 minút. Je to síce veľký pokrok, ale odborníci odhadujú, že prvé komerčné zariadenie na výrobu elektrickej energie metódou jadrovej fúzie sa na trhu objaví najskôr o 30 rokov.

RM

Tento článok si môžete prečítať v časopise Quark 4/2025. Ak ešte nie ste našou predplatiteľkou/naším predplatiteľom a chcete mať prístup k exkluzívnemu obsahu, objednajte si predplatné podľa vášho výberu tu.