Pozrite si
Ministerstvo energetiky USA (DOE) a Národná správa jadrovej bezpečnosti DOE (NNSA) potvrdili dosiahnutie vznietenia fúzie v Národnom laboratóriu Lawrence Livermore (LLNL). Samotný experiment sa uskutočnil 5. decembra 2022 a výskumníci pri ňom prvýkrát z reakcie jadrovej fúzie získali viac energie, než do nej vložili.
Ide o významný vedecký prielom, ktorý pripraví cestu pre budúcnosť čistej a bezpečnej energie. Tá cesta však pravdepodobne stále nebude krátka.
Jadrová fúzia zahŕňa syntézu jadier ľahkých prvkov, najčastejšie izotopov vodíka deutérium a trícium, za vzniku ťažších prvkov, ako je hélium, pričom vzniká zhruba štvornásobne viac energie, ako pri jadrovom štiepení. Rovnaká reakcia dáva žiarivú energiu hviezdam, vrátane Slnka. Od začiatku výskumu jadrovej fúzie v polovici 20. storočia však výskumníci nedokázali dosiahnuť pozitívny energetický zisk, stav známy ako vznietenie.
Obsah pokračuje pod reklamou
Toto je ale už minulosťou. Výskumníkom v Národnom laboratóriu Lawrence Livermore v Kalifornii sa po použití 2,1 MJ energie na ohrev paliva pomocou 192 laserových lúčov podarilo uvoľniť 2,5 MJ energie.
Cieľová komora národného zapaľovacieho zariadenia (NIF) v LLNL, kde 192 laserových lúčov dodalo 5. decembra 2022 viac ako 2 milióny joulov energie do malej palivovej pelety, aby sa vytvorilo fúzne zapálenie.
Úspech amerických vedcov ocenili mnohí vysokí predstavitelia krajiny. „Toto je prelomový úspech pre výskumníkov a zamestnancov National Ignition Facility (NIF), ktorí zasvätili svoju kariéru tomu, aby sa fúzne vznietenie stalo realitou, a tento míľnik nepochybne podnieti ešte viac objavov,“ povedala americká ministerka energetiky Jennifer M. Granholmová.
Dr. Robbie Scott z rady pre vedecké a technologické zariadenia (STFC) Central Laser Facility (CLF) Plasma Physics Group, ktorý prispel k tomuto výskumu, opísal výsledky ako výrazný úspech. Rozsah prelomu vo výskume jadrovej fúzie však nemožno preceňovať.
„Experiment jednoznačne dokazuje, že fyzika laserovej fúzie funguje, ale na premenu výsledkov NIF na komerčnú výrobu energie zostáva urobiť veľa práce. Toto je však kľúčový krok na tejto ceste“, uviedol R. Scott.
Experiment v LLNL dokazuje, že dlho hľadaný cieľ, vznietenie, označované ako „svätý grál fúzie“, je možné skutočne dosiahnuť. Odborníci však zdôrazňujú, že kým výsledky sú dôležitým dôkazom samotného princípu, technológia je zatiaľ ďaleko od toho, aby sa stala oporou energetiky v ktorú dúfame. Energetický zisk 0,4 MJ dosiahnutý pri experimente predstavuje asi 0,1 kWh, čo je zhruba energia potrebná na uvarenie vody na kávu.
Držiak, v ktorom sa nachádza kryogénny terč, ktorý sa použil na vznietenie 5. decembra 2022 v národnom zapaľovacom zariadení NIF v LLNL.
Na uskutočnenie výskumu LLNL postavili sériu čoraz výkonnejších laserových systémov v rámci NIF, najväčšieho a najefektívnejšieho laserového systému na svete. NIF v laboratóriách LLNL v Livermore v Kalifornii má veľkosť športového štadióna a využíva silné laserové lúče na vytváranie teplôt a tlakov, aké existujú v jadrách hviezd.
Cesta ku komerčným fúznym elektrárňam však zostáva stále dlhá a tŕnistá. Profesor Justin Wark z Oxfordskej univerzity povedal, že zatiaľ čo Lawrence Livermore National Laboratory by mohlo v zásade takýto zážeh fúzie vyprodukovať približne raz za deň, fúzna elektráreň by to musela robiť aspoň 10-krát za sekundu. A je tu ďalší bod: hlásený pozitívny energetický zisk ignoruje 500 MJ energie, ktorá bola vložená do samotných laserov.
Obsah pokračuje pod reklamou
Najnovšie výsledky však prekonávajú posledný veľký prielom v zariadení, ktorý nastal len minulý rok, keď bolo oznámené, že tím LLNL získal 70 % laserovej energie vloženej do experimentu s jadrovou fúziou.
Zdroj