Nekonečný zdroj energie je zase blíž

Více než polovinu století odolává řízená termojaderná fúze (syntéza lehkých jader) snahám po energetickém využití. Je těžké ji spustit, na druhou stranu by samotná řízená fúze byla velmi energeticky vydatná, pokud by se konečně rozběhla. Při porovnání dvou hlavních cest k tomuto cíli - stlačení a ohřevu plazmatu v magnetické komoře zvané Tokamak, nebo laserové stlačení a ohřev zmrzlého terčíku s palivem -- se momentálně ukazuje jako aktivnější právě “laserová” cesta. Na ní jsou nejdál právě vědci, pracující ve zmíněné kalifornské laboratoři. Lidstvo by po průmyslovém zvládnutí tohoto procesu mohlo získat prakticky nevyčerpatelný a velmi efektivní zdroj energie, navíc na mnoho tisíc let dopředu. V zásadě jde o stejný proces, který probíhá ve velkém v nitru hvězd či našeho Slunce.

V Lawrencově národní laboratoři v Livermoru funguje velký experimentální přístrojový komplex zvaný National Ignition Facility (NIF - Národní zážehové pracoviště), jehož součástí je 192 velmi výkonných laserů. Tato soustava laserů společně a současně vysílá krátký a do velmi malého prostoru koncentrovaný laserový puls o celkovém energetickém objemu až 1,8 megajoulu a o krátkodobém výkonu až 500 terawattů. Samotný puls trvá zhruba jen 10 - 15 nanosekund.

Energie synchronizovaného laserového pulsu je soustředěna dovnitř zlatého válečku (tzv. hohlraum - prázdný prostor), kde se zpravidla nachází terčík ve tvaru kuličky, která má pouhé 2 mm v průměru. Kulička je naplněna hluboce zmrazenou směsí dvou izotopů vodíku - deuteria a tritia. Uvnitř materiálu zlatého válečku dojde ke konverzi laserového světla na intenzivní rentgenové záření. Terčík s palivem se pak dostane díky mocnému toku záření ze všech stran pod tlak o řádu miliard atmosfér a imploduje dovnitř. Zároveň ve vzorku paliva dojde ke vzrůstu teploty na hodnoty v řádu milionů stupňů.

Podle zpráv ze srpna až září tohoto roku se během těchto pokusů začala v terčíku v malé míře spolu slučovat lehká jádra vodíku. V místě reakce se totiž objevila o něco těžší jádra hélia (tzv. částice alfa) a proud neutronů, který se stal hlavním nositelem vyprodukované energie. Absolutní energie vyletujících neutronů však podle všeho zatím činí méně než 1% původní energie laserového pulsu (asi 14 kilojoulů).

Celkově tedy ještě proces ziskový či energeticky vyrovnaný ani zdaleka není a laserová termojaderná syntéza jader zatím nedosáhla bodu energetické soběstačnosti. Větší část energie laserů totiž navíc patrně do vzorku zatím nepronikla. Vědci chtějí nyní optimalizovat průběh laserového pulsu a implozi terčíku tak, aby se kulička s palivem předčasně nerozpadla, a nedošlo tak ke snížení účinnosti procesu. Nelze tedy zatím mluvit o energetickém průlomu, nicméně o důležitý vědecký průlom patrně jde.

Zdroje: Lawrence Livermore National Laboratory - press release, Popular Science, BBC, Youtube, Live Science 1, Live Science 2, Phys.Org, Tree Hugger, DNA India, Science Magazine