Výzkum fúze hledá nové cesty

Po dvou odložených termínech předpokládaného dosažení prvního plazmatu v tokamaku ITER (z 2016 na 2019, pak na 2025) již probleskují zprávy o čtvrtém termínu (2028). Také se značně zvyšují náklady z plánovaných 5,6 mld dolarů na dnes odhadovaných 22 mld (zatímco americké ministerstvo energetiky DOE operuje se sumou 65 mld). Není divu, že jeden ze sedmi partnerů hledá záruky, že se tokamak vůbec dostaví. Ovšem myšlenka produkovat v podstatě neomezené množství čisté energie s podobným poměrem nákladů a výstupů jako tradiční jaderné štěpení – ale bez radioaktivního odpadu - je příliš lákavá, než abychom se vzdali.

Pochybujícím partnerem jsou Spojené státy americké, které přišly s více než zajímavým nápadem. Vyhlásily nový program zvaný INFUSE. V češtině označuje infuze dodání živin tělu přímo do žíly a ve fyzice vysokoteplotního plazmatu tvar slova připomíná směr do (termojaderné) fúze. INFÚZE je spolupráce národních laboratoří či universitních pracovišť se soukromými společnostmi, které se zabývají, ale také nemusejí, termojadernou fúzí. Pozorní čtenáři Třípólu si určitě vzpomenou na několik článků, které o takových firmách psaly. Dotace se pohybují (program už běží) od 50 do 200 tisíc USD.

Zvláštní pozornost se věnuje „podpůrným technologiím“, které by mohly přispět k urychlení vývoje fúze, jako jsou nové a vylepšené supravodivé magnety – vysokoteplotní supravodiče ze vzácných zemin (REBCO – Rare Eather Baryum Cooper Oxide), materiálovým vědám, diagnostice, modelování a simulacím a experimentálním dovednostem.

Vedení projektu se ujaly dvě národní laboratoře ORNL (Oak Ridge National Laboratory) a PPPL (Princeton Plasma Physic Laboratory). ORNL je sídlem Americké Domácí agentury ITER (každý partner Organizace ITER má svojí Domácí agenturu (Domestic Agency)) a PPPL s fúzním výzkumem v USA začínala. Byla sídlem legendárních stelarátorů Lymana Spitzera. Dennis Youchison, inženýr jaderné fúze s rozsáhlými zkušenostmi v oblasti komponent vidících plazma, bude ředitelem a jeho zástupcem bude Ahmed Diallo, fyzik s odbornými znalostmi v oblasti laserové diagnostiky.

„Jsem nadšený potenciálem INFUSE a věřím, že tento krok vdechne celé fúzní komunitě nový život,“ říká Youchison v tiskové zprávě DOE (Department of Energy, Ministerstvo energetiky USA). „Stále více soukromých společností se dnes ve Spojených státech zajímá o rozvoj nákladově efektivních zdrojů energie z jaderné syntézy a chce přispět vědeckými řešeními, která napomohou tomu, aby se fúze stala realitou.“

Partnerství s Ústavem fyziky plazmatu v Praze

Pro příklad partnerství národní a soukromé laboratoře nemusíme chodit daleko; stačí zaskočit do Massachusetts, konkrétně do MIT (Massachussetts Institute of Technology). Ano, právě ten by měl spolupracovat s Ústavem fyziky plazmatu AV ČR. MIT proslulo tokamaky s relativně silným magnetickým polem. Když vyschly zdroje dosud největšího z Alcatorů, Alcator CMod s polem 9 T, Američané zjistili, že tokamak v Praze bude mít 5 T. Nemusí pršet, jen když kape, a tak už  je smlouva podepsána - budeme se těšit, až začne kapat.

Ovšem vraťme se k Infuzi. Po celém světě  se výzkum v oblasti fúze univerzitního formátu rychle rozvíjí díky partnerstvím se společnostmi ze soukromého sektoru. Například centrum MIT v oblasti fyziky plazmatu získalo v posledních několika měsících finanční prostředky z Commonwealth Fusion Systems a italského ropného a plynárenského gigantu Eni. Nově založená společnost se jmenuje MITEI (MIT Energy Initiative).

Tento druh mezinárodní spolupráce je čím dál častější. Jak se nové technologie vyvíjejí, jejich strategický význam je zjevnější. Nově vznikající sektor kvantové výpočetní techniky byl plný mezinárodní rivality. Samozřejmě, že vojenské aplikace kvantové výpočetní techniky jsou vysokou prioritou. Prezident Trump nedávno podepsal zákon o národní kvantové iniciativě, aby lépe koordinoval výzkum kvantové výpočetní techniky u amerických vládních agentur. Jeden by si však myslel, že v podstatě neomezená energie by měla být také považována za otázku národní bezpečnosti, o ekonomické prioritě nemluvě.

Stejně jako je kvantová výpočetní technika schopna zásadně přeměnit digitální infrastrukturu, jaderná energie by mohla radikálně změnit energetickou infrastrukturu způsobem, který jistě nedokáže žádný jiný zdroj energie, včetně energie sluneční a energie větru, které vyžadují další inovace skladování energie. Zrychlení této transformace energetické infrastruktury bude rozhodující pro zachování strategické a ekonomické výhody ve druhé polovině 21. století.

Vedení jakéhokoli odvětví vyžaduje riskovat. Jaderná syntéza zůstává velkým rizikem jak pro vlády, tak pro soukromé podniky. Protože jsou na obzoru průlomové výzkumy, které začnou fúzi znovu vyzdvihovat  do středu pozornosti veřejnosti, měli bychom v roce 2020 očekávat o fúzi další debatu - a to je dobrá perspektiva.