Pondělí, 28 září
Shadow

Laserová fúze? Zážeh v nedohlednu.

Komora s čočkami 192 laserových paprsků, v jejichž ohnisku je palivová kapsle, na takové zařízení by pohlížel respektem i kapitán Kirk.
Komora s čočkami 192 laserových paprsků, v jejichž ohnisku je palivová kapsle, na takové zařízení by pohlížel respektem i kapitán Kirk.

Americké výzkumné centrum NIF (National Ignition facility) mění svou strategii ohledně zažehnutí termojaderné fúze pomocí laserových svazků, jeho vedení ale kritiky zatím neumlčelo.

V důsledku neočekávaných problému šestiletého programu směřujícího k realizaci inerciální fúze v laboratoři, pracují odpovídající orgány americké vlády na novém systematickém plánu využití nejsilnějšího laseru na světě.

Nová strategie (k dispozici v angličtině zde) požaduje pomalejší a promyšlenější přístup, který spolehlivě povede k zážehu fúze – stavu, kdy vyprodukovaná energie převýší vloženou. Mnoho fyziků věří, že případný úspěch může být důkazem použitelnosti tohoto typu zařízení k výzkumu i produkci energie (i když magnetické udržení v tokamacích má v tomto ohledu značný náskok).

Nový plán ukazuje gigantickému laseru, který pracuje v kalifornské laboratoři Lawrence Livermora v zařízení NIF, nový směr. Prostor zřejmě dostanou také alternativní metody dosažení produktivní fúzní reakce, včetně jedné, která s laserem vůbec nepočítá. Časový rozvrh je také mnohem volnější než doposud. Vědci mají tři roky na to, aby dokázali, že fúze je vůbec možná a další rok na to, aby ji skutečně provedli.

I přes nové umírněnější ambice se ale projekt potýká s kritikou. „Není to cesta kupředu k dosáhnutí fúze, je to cesta k dalšímu financování projektu s nejasnými výsledky,“ říká Christopher Paine, ředitel jaderného programu americké Rady pro ochranu přírodních zdrojů a dlouhodobý oponent NIF.

 

Zbraňové testy

Zařízení NIF, které stálo 3,5 miliardy dolarů, využívá laseru k stlačení dvoumilimetrové peletky vodíkového paliva. Laser excituje atomy ve válcové kovové schránce peletky, ty potom vyzařují rentgenové záření, které zvyšuje hustotu energie uvnitř, dokud nedojde k explozi.

Tento nepřímý přístup velmi připomíná termojadernou bombu, která využívá záření z primární štěpné fáze (klasická plutoniová jaderná bomba) k stlačení izotopů vodíku v sekundární části bomby, čímž dojde k mohutné explozi.

Jedním z hlavních úkolů NIF tedy je nasbírat data, která pomůžou armádním expertům postarat se o stárnoucí jaderný arzenál. USA se totiž v roce 1992 připojily k mezinárodnímu moratoriu o zákazu jaderných testů, takže vědci musí spoléhat na počítačové simulace a právě NIF má poskytnout testovací data.

Samozřejmě, že NIF má i mírumilovné cíle, produkovat elektrickou energii pomocí fúze je výzvou pro fyziku i průmysl a má smysl snažit se k tomuto cíli dospět vícero cestami.

 

Z-pinče

Nejnovější verze plánu byla navržena americkým Úřadem pro jadernou bezpečnost (NNSA – jaderná bezpečnost ve vojenském smyslu), který dohlíží na laboratoř, v reakci na žádost kongresu o novou strategii v otázce dosažení zážehu.

Během příštích několika měsíců vědci provedou testy při nižších energiích, aby zlepšili své počítačové modely a pochopili, proč došlo k neočekávaným ztrátám energie, a také zváží, jak by se dala palivová kapsle vylepšit.

Další metody, které se specialisté chystají vyzkoušet, zahrnují přímý ohřev izotopů laserem a použití zařízení zvaného Z-pinč, ve kterém bude palivo stlačovat magnetické pole. Jedná se vlastně o výbojovou trubici s extrémními hustotami proudu.

Do října 2015 budou vědci schopni, jak doufá NNSA, říct, zda je možné zažehnout fúzi pomocí laserů NIF nebo Z-pinče. Případný neúspěch by způsobil jadernému programu USA velké problémy.

Velké překážky

Volnější přístup je v souladu se „zdravým rozumem“, říká Ricardo Betti, fyzik na University of Rochester v New Yorku. Obává se ale, že pro experimenty se zažehnutím fúze nebude dost prostoru a že se plán bude soustředit spíš na jiné možnosti experimentů pro armádu a na základní výzkum. Omezení času, který bude věnován skutečným fúzním experimentům, podle něj způsobí také značné snížení pravděpodobnosti úspěchu.

Na druhé straně kritik Paine zůstává skeptický. „V dosažení produktivní fúzní reakce nám brání téměř nepřekonatelné překážky, i kdyby projekt náhodou uspěl, výsledky nebudou příliš významné. Americké jaderné zbraně jsou stále dost spolehlivé a NIF nebude nikdy zdrojem elektrické energie.“

„Tenhle program byl od začátku loby jaderného zbrojního průmyslu a měl by být zastaven,“ dodal Paine.

 

Zdroj: Nature

 

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..