Udržení tohoto procesu ve velkém měřítku má potenciál vytvořit bezpečný, čistý a téměř nevyčerpatelný zdroj energie. Výzkumy jaderné fúze začaly dle webu EC již před desítkami let, ale dlouho to vypadalo, že cíl je stále v nedohlednu.
Po experimentu na konci roku 2021 to ale konečně vypadá nadějně. Experiment proběhl ve výzkumném zařízení Joint European Torus (JET) v britském Oxfordshire, v zařízení zvaném tokamak. Uvnitř se tvoří plazma, v níž probíhají fúzní reakce. Teplota plazmatu dosahuje až 150 milionů stupňů Celsia, což je desetkrát více než v jádru Slunce.
Během pětisekundového zážehu tokamaku JET uvolnili vědci z konsorcia EUROfusion rekordních 59 megajoulů energie. To je téměř trojnásobek předchozího rekordu 21,7 MJ, který byl ve stejném zařízení stanoven v roce 1997.
Výsledek nového experimentu je významným impulsem pro další fázi vývoje jaderné fúze. Větší a pokročilejší verze zařízení JET, které se jmenuje ITER se staví na ploše 180 hektarů ve francouzském Saint-Paul-lès-Durance. Na projektu spolupracuje 35 zemí a mělo by se jednat o jedno z nejsložitějších zařízení, které kdy bylo vytvořeno. První plazmu by mělo začít generovat v roce 2025 a do plného výkonu by pak mělo být uvedeno o deset let později.
Profesor Tony Donné, programový manažer projektu EUROfusion, uvedl, že výsledky tokamaku JET představují významný milník pro budoucí vývoj jaderné fúze. „Potvrdilo to všechny modelové výpočty, takže se velmi zvýšila důvěra v to, že ITER bude fungovat,“ dodal Donné. Zatímco fúze v JET trvala jen několik sekund, cílem ITERu bude produkovat energii trvale.
Jedním z klíčových vývojových kroků byla změna vnitřní stěny nádoby JET. Dříve byla vyrobena z uhlíku, který se ale s palivovou směsí deuteria a tritia ukázal jako příliš reaktivní. To vedlo k tvorbě uhlovodíků, které uzamkly tritiové palivo ve stěně. Při přestavbě, která zahrnovala 16 000 součástek a 4 000 tun kovu, byl uhlík nahrazen berylliem a wolframem.
Dalším krokem po spuštění ITERu má být demonstrační elektrárna známá jako DEMO, která už má posílat elektřinu do sítě. Fúzní elektrárny se tak konečně stanou komerční a průmyslovou realitou. „ITER je zařízení, které vytvoří desetkrát více energie, než kolik samo spotřebuje na ohřev plazmatu," řekl profesor Donné. „Jelikož se však jedná o experimentální zařízení, nebude dodávat elektřinu do sítě. K tomu potřebujeme jiné zařízení, kterému říkáme DEMO. JET nyní ukázal, že fúze je reálná. ITER musí ukázat, že je dále proveditelná, a DEMO bude muset prokázat, že skutečně funguje,“ řekl Donné.
DEMO bude do sítě dodávat až 500 megawattů elektřiny a do provozu bude uvedeno kolem roku 2050. Zatím je však třeba překonat některé další výzvy. Například nedostatek tritita. Zatímco deuteria je v mořské vodě dostatek, výroba tritia je obtížná. Výzkumníci proto plánují vyvinout způsob, jak jej generovat přímo uvnitř tokamaku. Vysokoenergetické neutrony z fúzních reakcí by měly interagovat s lithiem a vytvářet tak tritium.
Jaderná fúze by se v budoucnu měla stát klíčovým ekologickým a udržitelným zdrojem energie. Přestože je podle Donného současný způsob výroby jaderné energie pomocí štěpení stále bezpečnější, bude mít fúze značné výhody. Například absence rizika roztavení, absence radioaktivního odpadu nebo recyklovatelnost jednotlivých komponentů fúzního reaktoru.
Zdroj: European Commission, JET
