Jak se staví umělé slunce

Způsoby, jakými dnešní obnovitelné i neobnovitelné zdroje přetváří tolik potřebnou elektrickou energii, pomalu přestávají stačit nárokům lidstva. Technologie tepelných, vodních, větrných a solárních elektráren zdánlivě dosahují svého vrcholu, a i přes vytrvalou snahu inovátorů z celého světa se blížíme k hranici, kdy z uhlí, vodního proudu, větru a slunečního záření nedokážeme vytěžit o mnoho víc.

Ve hře je ale ještě jeden, zdánlivě dokonalý způsob. Za pomoci termojaderné fúze, která je mimochodem hnací silou naší nejbližší hvězdy, bychom mohli překonat všechny strasti, které přinese stále vzrůstající poptávka po energii. Pokusy o zkrocení takto účinného zdroje ale zatím ztroskotaly a příchod postačující technologie bývá předpovídán až na druhou polovinu 21. století. Jeden z nejnadějnějších pokusů, jak tento pokrok urychlit, ale v současnosti vzniká nedaleko francouzského Marseille a tvůrci projektu ITER se chtějí pokusit o prolomení magické hranice energetické udržitelnosti.

Ambiciózní iniciativa pětatřiceti zemí v čele s Čínou, Indií, Japonskem, Ruskem a Spojenými státy se za velkého přispění Evropské unie rozhodla vybudovat největší tokamak na světě, který by měl do roku 2035 poodkrýt záhadu jaderné fúze a napomoct k jejímu využití v energetice. Za astronomickou cenu 14 miliard amerických dolarů by po šesti letech od položení základního kamene na francouzském jihu mělo vyrůst unikátní vědecké zařízení srovnatelné například s relativně nedalekým urychlovačem částic CERN.

Zařízení, které je k dosažení termojaderné reakce potřeba, se nazývá tokamak. Slovo samotné je překladem ruské zkratky, která napovídá, že první pokusy se zkrocením žhavé plazmy začaly v 50. letech v Sovětském svazu. Hlavním úkolem těchto zařízení je rozžhavit palivo, kterým jsou nejčastěji atomy vodíku deuterium a tritium, na teplotu dostatečně vysokou pro umožnění jaderné fúze, při které se atomy slučují a za vzniku atomu helia a neutronu uvolňují obrovské množství energie. Podobnost s naším Sluncem tedy není náhodná. Ve středu hvězdy, která bude naši planetu zásobovat teplem a světlem ještě miliony let, probíhají velmi podobné reakce za teploty necelých dvou set milionů stupňů Celsia.

Palivo o tak extrémní teplotě pochopitelně nesmí přijít do kontaktu s okolním světem. V tu chvíli přichází na scénu zmiňovaný tokamak. ITER v prstenci o průměru třiceti metrů bude udržovat horkou plazmu pomocí výkonných magnetů. Toto magnetické pole svou silou dokáže udržet palivo dostatečně daleko od vnějších stěn reaktoru, a zabránit tak poškození tokamaku.

Budovaný tokamak by měl do roku 2025 spustit pilotní provoz, při kterém se bude testovat odolnost vnitřku vůči žhavé plazmě. O deset let později by měla započít série fúzí deuteria s tritiem, které by se mohly stát průlomem v technologii, jejíž aktuální výzkum spočívá v několika experimentálních reaktorech, které sice dokázaly vyrobit elektřinu z termojaderné reakce, ale reakce samotné neměly dlouhého trvání a nepodařilo se výrobu stabilizovat a předvést v dostatečně velkém měřítku. To by měl tokamak ITER, který se může pyšnit desetinásobným objemem reaktoru oproti svým předchůdcům, změnit.

Výzkum tokamaku není ale soustředěný pouze ve Francii. Na zkoumání termojaderných reakcí se podílí několik domácích institucí včetně Českého vysokého učení technického, a především Akademie věd, na jejímž Ústavu fyziky plazmatu je od roku 1989 zdrojem cenných dat a zkušeností tokamak Compass, který se v mnoha ohledech podobá vznikajícímu tokamaku ITER. Na komplikované konstrukci se Česká republika podílí odborníky, kteří projekt obohacují o své dosavadní zkušenosti.

Unikátní vědecký projekt, který je vykročením do budoucnosti, může v dohledné době zcela zvrátit to, jak uvažujeme nad energetickými zdroji a pravděpodobně nasytit lidskou závislost na elektřině.

Témata:

Doporučujeme

Jak dosáhnout největších úspor za energie?

E.ON Rádce vám rád poradí, jak na to.