Kolem dokola jaderné fúze

Vědci přemýšlejí o potenciálu jaderné fúze již od minulého století. Zatím zůstává komerční fúze jen vzdáleným snem. Proč tomu tak je, na to se ptá Michael Madson, redaktor Mezinárodní agentury pro atomovou energii ve Vídni, Melanie Windridge, ředitelky UK Fusion Industry Association a zakladatelky organizace Fusion Energy Insights.

Otázka: Existuje starý vtip, že jaderná fúze je technologií, která je vždy vzdálená o 30 let. Je to pravda? 

Odpověď: I když se jedná o klasický vtip o fúzi, je to poněkud smutný vtip. Ve skutečnosti se dnes pokrok v této oblasti urychluje. Zaprvé, věda dozrála. Lépe rozumíme fyzice plazmatu a některé fúzní koncepce, například tokamaky, již běžně dosahují fúzních reakcí. Objevily se nové technologie, například vysoce výkonné počítače, které vylepšují simulace plazmy a modelování. Umělá inteligence a strojové učení optimalizují a kontrolují operace a vysokoteplotní supravodiče vytvářejí mnohem silnější magnetická pole pro lepší uzavření plazmatu. Existují mnohem výkonnější a efektivnější lasery pro stlačování plazmatu a pokroky ve výrobě snižují náklady na experimenty a na budoucí fúzní elektrárny. 

Otázka: Kvůli odvrácení změny klimatu plánuje mnoho zemí hlubokou dekarbonizaci do roku 2030 a uhlíkovou neutralitu do roku 2050. Přijde jaderná fúze včas, aby pomohla? 

Odpověď: Ruský fyzik Lev Arcimovič jednou prohlásil: „Fúze bude připravena, až ji společnost bude potřebovat.“ Myslím si, že je to pravda. V ideálním případě jsme měli fúzi vyřešit již před 30 lety a dnes bychom ji už využívali. Avšak podmínky pro fúzi nebyly v minulosti příznivé a nebyl tam ani ten správný druh nadšení, ani možnosti pro její realizaci.I když fúze zatím není tak daleko, aby mohla přispět ke stanoveným cílům v roce 2050, bude jistě potřebná ve druhé polovině tohoto století, kdy spotřeba energie bude ještě mnohem větší, než je dnes. Musíme pokročit vpřed s cílem dostat fúzní elektřinu do sítě ještě před rokem 2050. 

Otázka: Které překážky by mohly zabrzdit technologii fúze a jak jim zabránit? 

Odpověď: Existuje celá řada problémů v různých etapách rozvoje fúze, které je třeba překonat. Zaprvé,je třeba z fúze získat více energie, než kolik jí do fúze vložíme. Tento milník nazýváme „bodem zlomu“. Po překročení tohoto bodu bude třeba vybudovat pilotní fúzní elektrárnu, která může vyrábět elektřinu. Po dosažení tohoto úspěchu bude možno rozvíjet jadernou fúzi na komerčním základě. Mezi bodem zlomu a výrobou první elektřiny je celá řada technických bariér, například jak rozmnožovat tritiové palivo a vyrábět ho více. Fúzní prostředí je velmi náročné z materiálového hlediska. Potřebujeme jak velmi vysoké, tak velmi nízké teploty a silná magnetická pole. Velké problémy představují energetické neutrony, které poškozují konstrukční materiály. Je proto velmi pravděpodobné, že určité komponenty fúzních elektráren bude třeba občas vyměňovat. Pro tyto účely zde bude muset být vyvinut speciální stroj, který potřebné práce vykoná rychle, bezpečně a ekonomicky. Kromě fyzikálních a technických otázek bude muset fúzní komunita jednat i s vládami o regulaci, aby se nestalo, že by výstavbu fúzních elektráren brzdily licenční procedury. Bude rovněž nutno vzdělávat veřejnost a zajistit, aby lidé souhlasili s rozvojem jaderné fúze. O všech těchto věcech je třeba začít diskutovat již dnes. 

Otázka: Dnes nemá přístup ke spolehlivé elektřině na 800 milionů lidí ve světě. Je jaderná fúze řešením i pro tyto obyvatele a co dělá energetický sektor pro to, aby fúze byla dostupná i pro rozvojové země? 

Odpověď: Když se poprvé začalo uvažovat o mezinárodním fúzním projektu ITER na slavné schůzce Reagan – Gorbačovu u krbu v Ženevě v roce 1985, oba souhlasili s tím, aby jaderná fúze sloužila celému lidstvu, což platí i dnes. Projekt ITER plánuje vzdělávací program, který je otevřen všem zemím s cílem vychovat budoucí odborníky v tomto oboru. V současné době se začíná rozvíjet spolupráce mezi veřejným a soukromých sektorem, což pomůže snižovat náklady a sdílet rizika. Spolupráce bude zvlášť důležitá v rozvojových zemích, které pravděpodobně budou vyžadovat mezivládní pomoc. 

Zdroj:

Https://www.iaea.org/fusion-energy/fusion-ready-when-society-needs-it