Jaderná fyzika a energetika

Článků v rubrice: 552

Velmi husté deuterium bude jaderným palivem budoucnosti

Vědci na univerzitě ve švédském Gothenburgu zkoumají materiál, který je stotisíckrát těžší než voda a mnohem hustší než hmota jádra Slunce. Jde o deuterium s velmi velkou hustotou. Podle názoru vědců jde o důležitý krok k nalezení paliva budoucnosti pro jadernou fúzi v zařízeních, která využívají pro tyto účely lasery.

Fotogalerie (1)
Schéma termonukleárního laserového reaktoru

Jako deuterium (D) se označuje atom s jádrem 2H, které obsahuje jeden proton a jeden neutron. Od běžného vodíku se liší především větší atomovou hmotností. Deuterium je stabilní izotop, který nepodléhá radioaktivní přeměně a v přírodě se běžně vyskytuje vedle lehkého izotopu vodíku. V průměru připadá jeden atom deuteria na 7000 atomů normálního vodíku. Ve spojení s kyslíkem tvoří deuterium tzv. těžkou vodu, D2O.

Kulička ze zmrzlého deuteria je používána coby palivo pro laserem řízenou termonukleární fúzi. Svazek laserů dopadajících ze všech stran na kuličku ji stlačí natolik, až v jejím jádru vznikne dostatečná teplota a tlak pro zapálení jaderné fúze. Samotné stlačování je ovšem velmi obtížné a jen zřídkakdy vede k úspěchu. Kdyby byl k dispozici materiál, ve kterém jsou deuteriové atomy natěsnány podstatně blíže k sobě a tedy „předstlačené“, bylo by zapálení laserem řízené fúze podstatně jednodušší. Takovýto materiál představuje velmi husté deuterium.

Nový typ deuteria vzniká katalytickou reakcí za nízkého tlaku a teploty kolem 300°C. Jeho atomy jsou ve stavu zvaném Rydbergova hmota - http://en.wikipedia.org/wiki/Rydberg_matter - a vytvářejí miniaturní shluky, ve kterých jsou jádra jednotlivých atomů vzdálena pouhé desítky pikometrů. Elektrony se v takovémto shluku pohybují volně coby elektronový plyn a poskytují tak velmi hustému deuteriu některé vlastnosti kovů.

Leif Holmlid, profesor chemie na univerzitě v Gothenburgu, uvedl, že zatím bylo připraveno jen mikroskopické množství nového materiálu. Je velmi těžký. Jeho krychle o hraně 10 cm by vážila neuvěřitelných 130 tun. Právě takové deuterium s vysokou hustotou má podle představ vědců významnou úlohu při vzniku hvězd, nejblíže bychom ho možná nalezli v gigantických planetách jako je Jupiter.

Holmlid předpokládá, že velmi husté deuterium může být velmi efektivním palivem v jaderné fúzi řízené lasery. Při tomto typu fúze se nepracuje s radioaktivním tritiem, jehož použití coby paliva se předpokládá při reakcích v magnetických nádobách, například tokamacích. Využití velmi hustého deuteria zatím brání jeho velmi krátká životnost a náročnost výroby. Jakmile se tyto problémy podaří vyřešit, budeme opět laserové fúzi o něco blíž.

Bedřich Choděra
Poslat odkaz na článek

Opište prosím text z obrázku

Nejnovější články

Biotechnologie a umělá inteligence proměňují zdravotnictví

Technologický pokrok přináší revoluci ve zdravotnictví, zlepšuje přístup pacientů k personalizované péči a zajišťuje, aby lékaři dodržovali pokyny založené na důkazech.

Potlesk pro „vynálezce“ tokamaku JET Paul-Henri Rebuta

Vedle „otců“ fúzního zařízení tokamaku Igora Tamma a Andreje Sacharova byl v historii fúze ještě další okamžik, kdy jednomu jedinému člověku mohla být udělena cena za nejlepší ...

Přeměna uhelné elektrárny na nízkoemisní teplárnu

Moravskoslezský kraj je z hlediska energetických záměrů jedním z nejvýznamnějších v Česku. Do roku 2040 plánuje například ČEZ v kraji investovat desítky miliard korun, v první ...

Zdá se, že antigravitace neexistuje

Nový výzkum antihmoty dává Albertu Einsteinovi opět za pravdu. 27. září 2023 oznámil mezinárodní tým fyziků zásadní zjištění: zdá se, že antihmota ...

I antihmota se chová jako částice i vlna

Fyzici již dlouho vědí, že téměř vše – světlo a další formy energie, ale také každý atom ve vašem těle – se chová z klasického hlediska i jako částice, i jako ...

Nejnovější video

Jak funguje PCR test na coronavirus

Krásně a jednoduše vysvětleno se srozumitelnými animacemi. V angličtině.

close
detail