Energie budoucnosti: status výzkumu jaderné fúze a role MAAE

Vědci jsou stále více nadšeni z vyhlídky, že v dohledné době budeme mít k dispozici reaktor, který bude pracovat na podobném principu jako Slunce. To vše umožňují vědecké a technologické inovace, které byly v minulosti nepředstavitelné. V rámci výroční generální konference Mezinárodní agentury pro atomovou energii (MAAE) byla pořádána i konference, během níž se diskutovalo o nejnovějším pokroku v oblasti výzkumu a vývoje fúzních technologií.

„Svět se globálně otepluje, emise skleníkových plynů se zvyšují, naděje tak spočívá u alternativních zdrojů elektřiny jako je fúze, která by mohla celosvětové vyrábět elektřinu už v polovině tohoto století,“ uvedl ve svém úvodním projevu Steve Cowley, ředitel výzkumného centra fúzní energie v Culhamu ve Velké Británii.

Dále vyzdvihnul průkopnickou práci MAAE v podpoře mezinárodní spolupráce v této oblasti, která probíhá od roku 1958. Bez této spolupráce bychom nemohli dosáhnout takového pokroku, jakého jsme dosáhli do dnešního dne. „Nyní potřebujeme navýšit tempo prací na Mezinárodním termojaderném experimentálním reaktoru (International Thermonuclear Experimental Reactor – ITER) a pokročit s experimentem dopředu tak, abychom mohli co nejdříve pomoci naplnit světové energetické požadavky.“

Diskuze poskytla řadu informací o současném stavu výzkumu jaderné syntézy a o možnostech jejího využití pro komerční výrobu elektrické energie. Globální spolupráce byla nejlepší cestou jak zaplnit technologické a vědecké mezery při realizaci snu o fungující fúzní elektrárně postavěné v dohledné době, shodli se vystupující.

„Je příliš drahé a technologicky náročné pokoušet se o samostatný výzkum v této oblasti,“ prohlásil Richard Kamendje, fúzní fyzik agentury MAAE. „Právě proto je role agentury MAAE v podpoře mezinárodní spolupráce a usnadnění výměny vědeckých a technologických informací v oblasti fúze naprosto klíčová.“

Mezinárodní experiment cílí na využití fúzní energie

Výzva na vytvoření zdroje energie podobného samotnému Slunci v podobě reaktoru stále čeká na své dokončení. Se zaměřeným výzkumem a rozsáhlou mezinárodní spoluprací však vědci věří, že se tuto výzvu podaří splnit.

Tento inovativní experiment bude proveden v mezinárodním fúzním experimentálním zařízením známém pod názvem ITER, které se v současné době buduje v lokalitě Cadarache na jihu Francie. Na tomto mezinárodním projektu se podílí sedm členů: Čína, Indie, Japonsko, Jižní Korea, Evropská Unie, Ruská federace a Spojené státy americké.

„Na výrobě komponentů pro projekt tokamaku ITER pracuje mnoho mezinárodních partnerů,“ uvedl Cowley. „Přestože na národní úrovni v pokroku fúzních technologií a ve výzkumu soutěžíme, tato „rivalita“ přispívá k nalezení řešení problémů s cílem funkčního tokamaku ITER. To, co motivuje vědce jako my, je globální dychtivost vidět cílový výsledek naší práce, která by lidstvu něco pozitivního přinesla.“

Projekt experimentálního tokamaku ITER směle ukazuje kouzlo mezinárodní spolupráce v oblasti mírového využívání jaderné energie. Pokud se podaří splnit cíle zařízení, ITER by měl ukázat cestu k výstavbě první fúzní elektrárny – potenciálně nevyčerpatelného zdroje čisté energie. Avšak ještě důležitějším cílem projektu je demonstrovat to, jak mohou být největší výzvy moderní vědy a techniky úspěšně vyřešeny prostřednictvím mezinárodní spolupráce.

Ve snaze o vytvoření korektní představy o současném stavu projektu, David Campbell, ředitel odboru pro vědu a operace v projektu ITER, poukázal na fakt, že tento projekt je v současnosti největší mezinárodní spoluprací na vytvoření udržitelného zdroje energie. „V projektu řešíme různé výzvy – od dodání velkých a složitých komponentů pro experimentální reaktor až po výstavbu podpůrné infrastruktury. Bez mezinárodní spolupráce a podpory by tento projekt jednoduše nebyl uskutečnitelný.“

Zastánci fúzních technologií mají za cíl jejich komerční využití, proto je nutné, abychom probíhající experiment co nejvíce urychlili, aby byl tokamak ITER v provozu co nejdříve, jak je to jen možné, uvedl.

Teorie, která stojí za tímto zařízením, je poměrně přímočará. Fúzní reaktor by podle ní měl dosáhnout soběstačné fúzní reakce a produkovat přitom několik set MW energie. Avšak přeměnit vědu v praktickou aplikaci je velmi komplexní a náročný proces. Zatímco zařízení projektu ITER budou testovat klíčové technologie potřebné pro fúzní reaktor, mnoho zemí nezávisle zahájilo nové výzkumné a vývojové aktivity, které mají vést k demonstraci připravenosti jaderné fúze pro komerční využití. Všechny tyto aktivity se ale opět spojí v duchu mezinárodní spolupráce pod světovým programem DEMO. Agentura MAAE pořádá sérii seminářů k programu DEMO, aby posílila a usnadnila mezinárodní spolupráci, která pomůže definovat a koordinovat nutné aktivity v rámci tohoto programu.

Vědci a političtí činitelé jsou přesvědčení, že nyní jsme na hraně „fúzního věku“ a že ITER a demonstrační fúzní elektrárny stanoví odvětví, které v ne příliš vzdálené budoucnosti zajistí energetické potřeby lidstva prostřednictvím prakticky nevyčerpatelného, bezpečného, univerzálně dostupného a čistého zdroje, který bude zároveň šetrný k životnímu prostředí.

Agentura MAAE je v čele úsilí o vývoj fúzních technologií již od padesátých let minulého století. Svoji pozornost zaměřila na vytvoření koordinace v mezinárodní fúzní spolupráci a na posílení interakcí mezí členskými státy ve fúzním vývoji a předními fúzními iniciativami. Agentura tak může oprávněně tvrdit, že má svůj velmi důležitý podíl v podpoře pionýrského výzkumu, který umožní, aby fúzní energie jednou pomohla pokrýt globální poptávku po elektrické energii.

Zdroj: IAEA.org