Jaderná fúze: jak dlouho ještě budeme čekat?

Zpráva o tom, že se vědcům v kalifornské Lawrence Livermore National Laboratory podařilo v prosinci 2022 poprvé v historii vyrobit při fúzní reakci trvající 5 sekund více energie, než bylo potřeba k jejímu spuštění, vyvolala celosvětový zájem.

Nicotné množství takto získané energie, která by stačila k ohřátí sotva šedesáti konvic vody, zároveň spustilo diskusi o tom, jestli nejde jen o další planou naději, jakých bylo ve více než osmdesát let trvajícím výzkumu jaderné fúze už nepočítaně. 

Mnohé ale nasvědčuje, že skutečně může jít o průlom na cestě k definitivnímu řešení energetických potřeb lidstva, který vůbec nepřišel jako blesk z čistého nebe. Podle washingtonské Fusion Industry Association (FIA), která sdružuje více než šedesát firem, start-upů, projekčních i výzkumných laboratoří a akademických pracovišť nejen z USA, zažívá výzkum a vývoj jaderné fúze dramatický růst zájmu investorů.

SOUVISEJÍCÍ: Jaderná fúze: alternativní pohon pro vesmírné lety

Poslední rok přilákal investice ve výši 2,8 miliardy USD, což je víc než desetkrát víc ve srovnání se všemi investicemi do tohoto oboru v předchozích deseti letech. Na trhu panuje velký optimismus, během posledních dvanácti měsíců se objevilo celkem osm nových velkých společností, které se rozhodly investovat do jaderné fúze a 93 % oslovených subjektů podle FIA věří, že projekty jaderné syntézy budou dodávat elektřinu do energetických sítí do roku 2040

Naposledy oznámily investici ve výši 250 milionů USD technologický gigant Google a společnost Chevron. Společně podpoří startup TAE Technologies, který loni v létě pokořil další technický milník, když se svým současným fúzním reaktorem Norman ve Foothill Ranch v Kalifornii dosáhl teplot vyšších než 75 mil. °C. Google spolupracuje s TAE už od roku 2014 a podílí se umělou inteligencí a výpočetním výkonem na vývoji fúzního reaktoru nové generace Copernicus, který chce TAE do konce roku 2025 dokončit poblíž Irvine v Kalifornii. TAE, jež má nyní k dispozici asi $1,2 mld., uzavřela partnerství také s japonským Národním institutem pro vědu o fúzi a s investiční společností Sumitomo Corporation of Americas, která chce dostat fúzní technologie TAE do asijsko-pacifického regionu. 

Na špici vývoje je také Velká Británie. V Oxfordu sídlící společnost First Light Fusion získala na svůj tokamak loni v únoru $45 mil. od několika investorů včetně čínského technologického giganta Tencent. Vláda Spojeného království poskytne $250 mil. na stavbu dalšího prototypu elektrárny na výrobu energie z jaderné fúze, jehož cílem je do roku 2040 připojit do sítě první sférický tokamak. Zařízení má vyrůst v areálu dosluhující uhelné elektrárny West Burton poblíž Sheffieldu. Stavbu bude realizovat další oxfordská společnost Tokamak Energy, která má podle dohody s britským úřadem pro atomovou energii předložit do roku 2024 návrh koncepce. 

SOUVISEJÍCÍ: Jaderná fúze? Dřív, než si myslíte – díky Lockheed Skunkworks

Z 85 % je hotový i obří experimentální termonukleární reaktor ITER, který je s rozpočtem $20 mld. druhým nejdražším mezinárodním vědeckým projektem po vesmírné stanici ISS. Ve spolupráci EU, která hradí polovinu rozpočtu, USA, Ruska, Číny, Japonska, Jižní Koreje a Indie roste ve francouzském výzkumném a vývojovém centru Cadarache. Projekt, který od roku 2007 nabral proti původním plánům značné zpoždění, má přinést první plazma koncem roku 2025 a spuštění na plný výkon o dalších deset let později. Podle posledních zpráv ale zřejmě dojde k dalšímu odkladu v důsledku zpoždění výroby a dopravy některých komponent způsobenému pandemií.

Na výzkumu v oblasti jaderné fúze se podílejí i čeští vědci. V Ústavu fyziky plazmatu Akademie věd vzniká od roku 2017 nákladem přes 800 milionů korun tokamak Compass-U, který má od roku 2025 začít sloužit jako speciální podpůrné zařízení právě pro tokamak ITER. A českou stopu nese i prosincový úspěch Lawrence Livermore National Laboratory, ve které od roku 2020 působí na plný úvazek jako vědecký pracovník Milan Holec, absolvent pražské ČVUT, na které získal i doktorát z aplikované fyziky. V Kalifornii vede mezinárodní projekt Global School Net zaměřený na hydrodynamické a kinetické modelování fúzního energetického plazmatu.

Jaderná fúze je opakem štěpení, které se používá v současných jaderných elektrárnách. Proces spočívá ve srážce dvou atomů, které vytvoří těžší atom. Například při srážce dvou atomů vodíku vznikne jeden atom helia. V principu jde o stejný proces, který pohání Slunce a vytváří obrovské množství energie – nesrovnatelně větší než u jaderného štěpení. Spuštění a udržení jaderné fúze v „umělých“ pozemských podmínkách a její využití k výrobě energie ovšem přináší velké množství technických, technologických, materiálových a inženýrských problémů. 

Traduje se, že vědci přinejmenším posledních padesát let tvrdí, že spuštění energetického fúzního reaktoru je otázkou nanejvýš příštích dvaceti let. Nejnovější objevy a masivní investice dávají naději, že tentokrát by se tento bonmot konečně mohl přeměnit ve skutečnost.

zdroj: tisková zpráva

42 komentářů u “Jaderná fúze: jak dlouho ještě budeme čekat?”

  1. Tak jsem se znovu podíval na tu přednášku vědátora konkrétně k této události… Bere to fakt dopodrobna. První část je teoretická příprava, E=mc2, kvantové tunelování, počet neutrin dopadajících na 1cm2 a další strašně důležité věci 😁… Potom se věnuje detailnímu popisu laserů, terče, obálky terče, energiím toho všeho, obrázky, čísla…Ve finále dokonce řeší mediální odraz a politické souvislosti 😮

    Ale za celou dobu ani jednou nezmíní zásadní,,fakt“, že soustava kondenzátor+192 laserů pracují s účinností cca 0,6%!!!…DIVNÉ ŽE???
    Já mám podezření, že jde o nějaké nedorozumění… Třeba na tom měřáku (elektrohodinách) byla kromě kondenzátoru připojena ještě mikrovlnka ve svačinárce 😃… Nebo tak něco…

    Ještě oprava.. Pro minimální rentabilitu by prý bylo potřeba 900000 výstřelů laseru denně, tedy cca 10 pecek za sekundu..

      1. Je to fakt podezřelý…I když necháme stranou technické záležitosti, tak už to slavnostní prohlášení, že jim fúze dala víc energie než do ní vložili, by byla vlastně LEŽ… Jako kdybych tvrdil, že jsem si koupil basu piva za dvacku a ,,zapomněl“ dodat, že dvě stovky doplatila žena 😃
        Ale takový hochštapleři snad bejt ani nemůžou?🤔

  2. „Zpráva o tom, že se vědcům v kalifornské Lawrence Livermore National Laboratory podařilo v prosinci 2022 poprvé v historii vyrobit při fúzní reakci trvající 5 sekund více energie, než bylo potřeba k jejímu spuštění, vyvolala celosvětový zájem.“

    Toto tvrzení je zoufalá účelová lež. Celková potřebná energie byla několikanásobně větší. Z toho je vidět jakého zoufalství se musejí dopouštět, aby vykázali aspoň nějaký úspěch.

  3. U toho střílení laserů do kuličky, kdy bylo uvolněno více energie než bylo v laserech, většina médií nezmínila důležitý detail. Lasery vystřelili energii 2MJ, uvolnilo se 3MJ energie, nicméně na nabití kondenzátorů u laserů bylo potřeba 200MJ. Takže zatím je to k ničemu a do budoucna kdo ví.
    Beztak zvítězí OZE, a když budou přebytky tak se bude vyrábět vodík nebo P2G. Velká jaderka je drahá, modulární reaktory ještě nikde nejsou a navíc budou také drahé. Plyn a uhlí brzo zakážou, navíc se prodraží emisními povolenkami.

        1. V poslednich tydnech se cena elektriny na prazske burze pohybuje kolem 200 Eur/MWh. Zkuste si tipnout cenu v breznu, dubnu a kvetnu az bude slunicko svitit mnohem vic nez ted. Predpokladam, ze cena bude pres den kolem 75 Eur. Mozna zrovna ta nizka cena se nekomu nelibi a proto ma potrebu immerwährend utocit na OZE.

                1. Klidne bych si postavil 100kW fve a zadnou JE bych nepotreboval. Bohuzel zakony a jine okolnosti takovy zamer neumoznuji, tak mam jeste pripojku. Ceny panelu jsou uz natolik priznive, ze uplna nezavislost je proveditelna a hlavne dlouhodobe vyhodna.

                2. Pak si tě, zkušeného fotovoltaistu, dovolím poučit. To nestačí. Především musíš mít úložiště, které pokryje tvoji minimální spotřebu po maximální dobu nevýroby. Což v tvém případě bude úložiště cca 0,3-0,5MWh.
                  Pak by si to, s určitým zbytkovým rizikem, měl na cca patnáct let vyřešeno.

                3. Pořád zapomínáš na existenci virtuální baterky. Představ si garážičku která má pouhé 4 panely na střeše. To auto bude jezdit celoročně zadarmo. Uvnitř bude ten nejlevnější symetrický měnič bez baterky a třífázová zásuvka. Kecám, zadarmo to nebude, bude se platit za distribuci NT, takže plná nádrž bude za 20 Kč.

                4. @42. Behem cele zimy je mozna 10 dnu, kdy panely vyrabi pod 10%. I tak by byla vyroba minimalne 30kWh/den. To by uplne stacilo na provoz TČ. Ale je potreba i varit, svitit a obcas i nabijet EV. Proto by bylo dobre mit nejakou zasobu dreva na preklenuti tech 10ti dnu, ktere ale nejsou v kuse. Samozrejme by v jinych dnech byla nadvyroba, ktera by mohla byt ulozena v nadrzi s vodou na preklenuti 48h. S trochou perifernich pomucek by to bylo resitelne i bez velkych baterek. Ale 20-30kWh v baterkach by bylo asi fajn. A v lete bych roztavil skalu pod barakem a v zime topil zhavou lavou🤣

              1. Spotřeba byla vždy silně nevyrovnaná v průběhu dne i sezóny. Od toho jsou tady obchodníci kteří cenu vyrovnávají a lidi potom platí stejnou cenu celý rok. Obchodníci jsou naopak rádi, čím je cena rozkolísanější tím víc vydělají. Jenom poslední dobou to někteří neustáli a zkrachovali. Za to ale nemohou OZE.

        2. Budeme bojovat za zachování pálení fosílií, až nezbydou žádné fosílie. A přitom se nám budou zdát sny o reaktorech a jaderné fúzi.
          To že někdo trpí žízní na moři neznamená nedostatek vody, ale jen to, že chybí odsolovací zařízení…
          Všude je moře OZE, ale chybí technologie k zachycení…
          Naopak, že bychom tu měli nějaké naleziště plynu a ropy jsem ještě neslyšel, takže bych na to co nemáme nesázel. Má víra je slabá v to, že nám tu do nekonečna někdo něco dodá.

    1. Princip ma byt takovy, ze na zapaleni reakce je potreba vetsi kvantum energie, ale pak uz to ma horet samovolne a dokonce se muze odebirat energie aniz by to zhaslo.
      Je to podobne jako nastartovani spalovaciho motoru. Ke startu je potreba vynalozit elektrinu a kdyz naskoci, baterka se dobije a auto jede. Ted jsme jeste ve fazi startovani a motor uz parkrat zapalil, ale nakonec zase zdechnul. Energeticka bilance je tryzniva. Ted je potreba postelovat karburator a zapalovani a doufat ze to naskoci.

        1. V řeči čísel tedy Livermore sebral 300MJ energie k nabíjení kondenzátorů a tak vytvoření laserového pulzu o síle 2,05 MJ (to jsou ty „dva megajouly dovnitř“). Fúzní reakce zažehnutá lasery vyprodukovala ekvivalent 3,15 MJ energie (to jsou ty „tři megajouly ven“). Produkce energie fúze byla tedy větší než energie laserového pulzu, což je rozhodně skvělý úspěch! Ale dokud zisk nepřekročí i těch 300 MJ nutných jaksi pro samotný vznik laserových paprsků, žárovky si ani touto metodou stále nerozsvítíme.
          https://vedator.org/2022/12/co-znamena-oznameni-o-ziskove-termojaderne-fuzi/

          1. Pro Jirkajíru…NebePánBúh!!!… Vždyť ti vysvětluju že má tvůj zdroj problém s jednotkama!! Žádný kondenzátor přeci nemůže nabíjet (a vybíjet) s 99% ztrátama!! …I když zas by to vysvětlovalo proč takhle aktivně pracujou v zimním období 🥶🥵🤓

            Můj návrh: Najdi ještě jeden jinej zdroj, kde to maj stejně ,,špatně“ , já se tomu začnu věnovat a pokud zjistím, že máš TY pravdu a JÁ jsem vůl – písemně se omluvím a přestanu sem definitivně přispívat… Na oplátku od tebe NECHCI NIC 😉

              1. Pro Jirkajíru… Chachacha Tak máš pravdu 😰… Oklamal mě selskej rozum. O tom vysokém počtu jednotlivých laserů jsem věděl, ale neuvědomil sem si, že jejich ztráty musím sečíst a ne je brát jako procento z celku… Jako kdyby spalovací auto pohánělo 300 malých spalovacích motůrků, spotřeba by byla…ufff…je to docela neintuitivní…
                Bohužel pravdu nemá ani Leo – nejde o iniciaci reakce a následnou těžbu z řetězové reakce. Do každého terče musíš pustit plnou dávku a pak ho vyměnit… To je fakt NOVINAŘINA NA HOVNO todleto. 🥴…Ten jadernej fyzik, kterého jsem zmiňoval, o tom určitě mluvil taky, ale bylo to ve španělštině, a čísla když jich je hodně někdy nestíhám 🥴
                Udělím si cenu útěchy: Teď je 100x evidentní, že jde o vojenský projekt bez jakýchkoliv příslibů pro budoucí mírovou energetiku (což tvůj odkaz taky nezakrytě naznačuje)…

                Tak se teda omlouvám, ahoj a tady máš klíče 🔑🔑🗝️😉

                1. Ma li jednotlivy laser ucinnost x%, pak ma i svazek s libovolnym poctem stejnych laseru jako celek ucinnost take x%. Pocet nema s ucinnosti nic spolecneho. Leda pri vysoke hustote by mohl byt problem s chlazenim a muselo by se prejit na jiny nakladnejsi zpusob chlazeni. Treba misto vzduchu chlazeny vodik, ktery ma vyssi koeficient prenosu tepla a podobne vychytavky.
                  Pamatujete na toho urednika na ministerstvu vnitra ktery urcoval podil chybnych podpisu pro prezidentske kandidaty pred 10ti lety? Ten udelal dva vzorky a zjistil urcitou chybovost v % pro kazdy vzorek. A jelikoz mel dva vzorky, tak secetl chybovost v 1. a 2. vzorku a pouzil to na vsechny podpisy. A tim vyradil nejake kandidaty. Ten urednik zrejme zrovna marodil, kdyz se ve skole probiraly %.

                2. pro Leodendula… Tak teď už je toho na mě fakt moc🤯💥. … Ráno moudřejší večera – možná 😃

                3. Mohl by mě někdo vysvětlit, jednoduše abych to pochopil 😁, kam se ztratilo těch 99% energie ❓😱
                  Do kondenzátoru asi ne – byla by z něj tavenina… Do laserů dyť je to taky na hlavu!!… Začínám bejt zoufalej 😰

                4. Nevim nic blizsiho, ale domnivam se, ze ty lasery nejsou primo v miste kde se to odehrava, ale treba par metru od velkeho tresku. Ten paprsek se asi privadi sklenenym vlaknem a prenos par metru asi neco sezere. Navic je ten zablesk velmi kratky a prenaseny vykon bude giganticky a tim padem budou ztraty enormni. Dle pana Ohma je ztrata na odporu P=I^2*R. Teda opet roste druhou mocninou s proudem. Dvojnasobny proud, ctyrnasobna ztrata.

                5. Ten laser je UV. Je tam nějaká válcová komora která přeměňuje to UV záření na rentgenové. Takže myslím, že tam bude ta hlavní ztráta a další bude v tom laseru. Ta energie není tak velká jak to vypadá. 1J = 1Ws takže 1 kWh = 3,6 MJ.

                6. pro Leodendula… Určitě se nechci hádat, jsem otřesenej v provazech 🥊🥊🥵… Ale to fakt když pracujou s lasery, využijou MÍŇ NEŽ 1% vložené energie???

                7. pro Visper…. vzoreček jeden džaul rovná se jedna watsekunda znám… Že by se ve vyšších energetických řádech výrazně zvyšovala účinnost procesu?? … No je to možné….

  4. Věřím že lidstvo JF dosáhne a že jsme v poslední padesátiletce👍 … Ale… Jestli se nepletu a ten první odstavec článku je o střílení baterií laserů do tabletky…Tak prý tudy ne a hlavně jde o něco jiného, ale kvůli PR je to podáváno jako cesta k energetické fúzi (lež se stává hrdinou dnešní doby 🥴)….
    Tak teda: Univerzitní jaderný fyzik přednášel o posledním úspěchu, a viděl jsem záznam…
    To hlavní: Aby tahle cesta někam vedla, musel by se terč měnit v řádu základních stovek až jednotek tisíců cyklů ZA SEKUNDU. To si dříve dám pivo z Marsu než tohle dotáhnou..
    Co mě ale opravdu překvapilo: Prý se jedná o vojenskou zakázku a hlavní (jediný?) význam je v simulaci vodíkových pum (zbraní)…
    Ale nakonec lepší než pěstovat J. hřiby v tichomoří, že…

      1. nextgen Tokamaku je ten pokroucený Stellator a tam tuším Rusové nejsou…
        Ale třeba překvapí i starý dobrý Tokamak s nějakým zlepšovákem…. Osobně přeju úspěch v mírovém využití jaderné fúze každému, kdo se o ni pokouší. V četně Ruska, Severní Koreji, USA…
        Doufám že jsem neporušil nějaký zákon, nebo dokonce názor vrchního prokurátora…Doprdele mě už tak všichni serou. Posílaj lidi na jatka a při tom si cpou do kapes kapitál…a ještě se přetlačujou u koryta hovada 😡

        1. Tak Rusové nejsou hloupí a mají hned několik želízek v ohni. Spolupráce na ITERu, ale i T-15MD a hybridní reaktor…

          Pokud to vezmu podle paretova pravidla, tak kolem roku 2030+- pět let by to mohlo klapnout. Dvacet let trvalo od objevení dostat se k funkčnímu Tokamaku, osmdesát let bude trvat vyřešit ty drobnosti.

Napsat komentář