Čtvrtek, 1 října
Shadow

První pokus o laserovou fúzi se nezdařil – výsledky z nejvýkonnějšího světového zařízení, amerického NIF, nejsou dostatečně přesvědčivé

Komora s terčíkem, technici zaznamenáni při pilné práci. Na stěnách komory jsou zaměřovače, vedoucí desítky laserových paprsků na cestě k terčíku. Zdroj: web NIF
Komora s terčíkem, technici zaznamenáni při pilné práci. Na stěnách komory jsou zaměřovače, vedoucí desítky laserových paprsků na cestě k terčíku. Zdroj: web NIF

4.11.2012 – Termojaderná fúze je už více než půlstoletí nejvyšší metou v energetice, na jakou lidstvo kdy mířilo. Existuje několik cest k jejímu dosažení a udržení, jednou z nich je například prstencové zařízení zvané tokamak. Další možností je laserový zážeh – laserové paprsky o obrovské energii jsou koncentrovány na malý terčík z atomů vodíku a vyvíjejí na něj tak obrovský tlak, že dochází ke slučování jader. Pro výzkum laserové fúze byl v letech 1993-2009 postaven v Kalifornii obrovský laserový komplex NIF (National Ignition Facility, více o něm a jeho historii například na oficiálních stránkách). Poslední výsledky z něj však nejsou příliš potěšující – vědci přes velkou snahu, investice a dílčí úspěchy nedokázali termojadernou syntézu rozběhnout. Pro NIF to znamená, že může přijít o financování z americké státní kasy a budoucnost celého směru vývoje je tak nejistá.

Více o metodách dosažení termojaderné fúze, mimo jiné o laserové fúzi, se můžete dočíst v tomto rozhovoru s jedním z největších českých odborníků v této oblasti, fyzikem Janem Mlynářem. 

Vědci procesu stále plně neporozuměli

Nejzazší termín, do kterého měla proběhnout ukázka termojaderné reakce v národním komplexu laserových termojaderných reakcí (National Ignition Facility, NIF), uplynul 30. září 2012 bezvýsledně. Navíc sílí hlasy skeptiků, kteří upozorňují na těžko překonatelné technické překážky stojící v cestě k dosažení daného cíle.

NIF se skládá ze 192 vysokovýkonných laserů, na jejichž stavbu padlo téměř 60 mil zrcadel, optických vláken, krystalů a světelných zesilovačů. Když zařízení pracuje, musí být paprsky laserů přesně zaměřeny na terčík z deuteria a tritia, který je menší než hlavička sirky. Stlačené atomy ve směsi (zahřáté na teploty vyšší, než jsou ve středu některých hvězd) se začnou slučovat a při tom produkovat energii.

Teoreticky je v NIF možné simulovat podmínky charakteristické pro jaderné výbuchy. Jedním ze záměrů pro výstavbu NIF a jeho financování ze státního rozpočtu byl nápad, že zařízení umožní Američanům zkoumat charakteristiky jaderných výbušných zařízení bez provádění testů zakázaných moratoriem, přijatým ve Spojených státech v roce 1992.

Přehled experimentů na NIF provedených ukazuje, že vědci pracující na zařízení stále procesu plně neporozuměli a že šance na brzké dosažení termojaderné reakce jsou prakticky nulové. Nedodržení termínu pro demonstraci prvních výsledků proto není příliš překvapující. Americký kongres nyní čeká těžké rozhodování: pokračovat ve financování projektu v dosavadním měřítku, snížit objem financí, či oznámit ukončení projektu?

Pro a proti

Vědci národní laboratoře Lawrence Livermore, pod kterou spadá NIF, na svou obranu předkládají výsledky z více než 1000 provedených experimentů.

Mimo jiné se jim podařilo zaznamenat světový rekord v množství energie koncentrované laserovými svazky na terčíku. Dále byla sestavena unikátní měřící aparatura, která je schopna fungovat v podmínkách ultravysokých teplot a tlaků.

Auditoři projektu tyto a jiné věděcko-technické úspěchy uznali, nicméně upozorňují, že cesta k dosažení daného cíle – laserového zažehnutí fúze – je zdolávána pomaleji, než předpokládaly původní plány. Názory amerických expertů na smysl a účelnost dalšího provozu NIF se kategoricky různí, mezitím co práce na zařízení stojí velké peníze, přibližně 290 mil. USD za rok. NIF je jedním z vůbec nejdražších projektů v USA, placených z federálního rozpočtu.

Příznivci projektu soudí, že je třeba v něm pokračovat. Zařízení NIF představuje špičku současné vědy a první bránu k poznání možností fúze jako technologie, potenciálně vhodné ke komerční produkci elektrické energie, ale také silný nástroj, který umožní zhodnotit potenciál fúze jakožto technologie vhodné pro komerční výrobu elektřiny. Zařízení NIF lze také využít k práci na vojenských projektech.

Pohled na NIF seshora. Rozloha budovy činí přibližně stejně, jako rozloha fotbalového hřiště. Zdroj: web NIF
Pohled na NIF seshora. Rozloha budovy činí přibližně stejně, jako rozloha fotbalového hřiště. Zdroj: web NIF

Oponenti pochybují jak o samotné možnosti dosažení laserové fúze, tak i její praktické použitelnosti. NIF není elektrárna a i v případě, že vědci v blízké době dosáhnou spuštění termojaderné reakce, bude třeba investovat miliardy dolarů do stavby prvního zařízení skutečně energetického typu s rizikem, že se technologie ukáže jako nerentabilní.

Pokud tedy opravdu potřebujeme najít alternativu k energetice spoléhající na fosilní paliva, pak je lepší investovat peníze do obnovitelných zdrojů, u kterých lze očekávat levnější a rychlejší pokrok, než u laserové fúze, tvrdí dále odpůrci.

Přínos NIF pro národní bezpečnost je také zpochybňován. Deklarovaný účel NIF – ověřovat stav jaderného arsenálu Spojených států bez jaderných testů – se může ukázat jako zbytečný, řada expertů totiž trvá na tom, že stávající zbraně  budou upotřebitelné ještě desítky let a jeho časté prověrky postrádají smysl.

Kongres Spojených státu tedy čeká složité rozhodování, zda má cenu ponechat drahý a kontroverzní projekt pod křídly federálního rozpočtu, kterému se již nyní nedostává prostředků, soudí NYT.

Krátké, ale pěkně vyvedené oficiální video o fungování NIF zde

Zdroj: Atominfo.ru, webové stránky NIF

1 Comment

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Tato stránka používá Akismet k omezení spamu. Podívejte se, jak vaše data z komentářů zpracováváme..