- Experimentální čínský reaktor EAST dosáhl rekordu v délce stabilního plazmatu
- Reaktor udržel rozžhavené plazma po dobu 1 066 sekund, což je světový rekord
- Dokáže tuto dobu někdy překonat i evropský projekt ITER?
Jaderná fúze má potenciál zcela změnit způsob, jakým vyrábíme energii. Nedávné výsledky čínského experimentálního fúzního reaktoru EAST (Experimental advanced superconducting tokamak) ukazují, že jsme o krok blíže k tomuto průlomu. Podle čínských státních médií se 20. ledna podařilo udržet stabilní a vysoce kontrolovanou smyčku plazmatu po dobu 1 066 sekund. To je více než dvojnásobek předchozího rekordu, který činil 403 sekund.
Jaderná fúze je proces, při kterém se lehké atomové jádro (například izotopy vodíku) slučují za vzniku těžšího jádra, přičemž se uvolňuje obrovské množství energie.
Tento úspěch představuje zásadní pokrok v oblasti jaderné fúze, která je dlouhodobě považována za jeden z nejslibnějších zdrojů čisté energie. Podobně jako Slunce generuje svou energii slučováním lehkých atomů do těžších, fúzní reaktory napodobují tento proces za extrémních podmínek. Zatímco v jádru Slunce tento jev probíhá díky obrovskému tlaku, na Zemi musí vědci kompenzovat chybějící tlak extrémně vysokými teplotami. V případě EAST dosáhlo plazma v reaktoru teploty šestkrát vyšší než Slunce.
Doba 1 066 sekund, což je přesně 17 minut a 46 sekund, může na první pohled působit jako velmi krátký časový okamžik. Opak je pravdou, protože v kontextu jaderné fúze jde o zásadní průlom. Jaderná fúze probíhá za extrémních podmínek, a to za teploty přes 100 milionů stupňů Celsia a magnetická pole musí udržet plazma stabilní bez kolapsu. Čím déle dokážeme plazma stabilizovat, tím blíže jsme k dosažení kontinuálního provozu fúzního reaktoru. Dříve bylo plazma stabilní jen po dobu desítek sekund. EAST ji nyní udržel téměř 18 minut. Bohužel je tady ještě jeden menší problém. Dnešní experimentální reaktory stále potřebují více energie, než vyprodukují.
Co je zač EAST?
Jedná se o čínský fúzní reaktor, který se nachází v Hefei v provincii Anhui a je provozován Institutem fyziky plazmatu Čínské akademie věd (ASIPP). Tento experimentální tokamak je jedním z nejpokročilejších zařízení pro výzkum jaderné fúze na světě a jeho hlavním cílem je přispět k vývoji budoucích komerčních fúzních elektráren.
EAST je pokročilý tokamak, což znamená, že využívá magnetickou past ke stabilizaci plazmatu – extrémně horkého plynu složeného z nabitých částic, ve kterém dochází k fúzi. Na rozdíl od běžných tokamaků je však EAST zcela supravodivý, což umožňuje dosažení vysoké energetické efektivity a delší dobu udržení plazmatu.
EAST byl spuštěn v roce 2006 jako první plně supravodivý tokamak na světě. Od té doby dosáhl několika významných rekordů. První z nich pochází z roku 2017, kdy udržel plazma s teplotou přes 50 milionů stupňů Celsia po dobu 101 sekund. Další významný milník přišel v roce 2021, kde se podařilo vytvořit nový rekord udržením plazmatu o teplotě 120 milionů stupňů Celsia po dobu 101 sekund a krátce poté 160 milionů stupňů Celsia po dobu 20 sekund.
Cesta k neomezené energii?
Fúzní energie je považována za klíč k budoucímu udržitelnému energetickému mixu. Nejenže neprodukuje skleníkové plyny, ale také nabízí téměř nevyčerpatelný zdroj paliva – izotopy vodíku, jako je deuterium a tritium, lze získat z mořské vody. Pokud se podaří technologii zvládnout, může jaderná fúze zajistit levnou a bezpečnou energii pro celé lidstvo.
Reaktor EAST patří mezi zařízení využívající tzv. tokamak – magnetickou past, která udržuje plazma dostatečně dlouho v požadovaných podmínkách. Cílem vědců je dosáhnout tzv. zapálení (ignition), tedy bodu, kdy samotná fúze produkuje více energie, než je do ní vloženo, a je schopna udržet reakci bez nutnosti externího dodávání energie. Tento moment by znamenal revoluci v energetice, ale zatím žádný reaktor na světě tohoto stavu nedosáhl.
Kdo povede závod o fúzní energii?
Jaderná fúze, dlouho považovaná za „svatý grál“ energetiky, se díky novým technologickým průlomům posouvá blíže k realitě. Nejnovější rekord čínského reaktoru EAST ukazuje, že stabilní fúzní reakce může trvat déle než kdy dříve. Klíčovou otázkou však zůstává, kdo jako první ovládne tuto revoluční technologii a přetvoří ji v prakticky využitelný zdroj energie?
Současný výzkum jaderné fúze probíhá na několika frontách – mezi hlavní hráče patří Čína, Evropská unie, Spojené státy americké, Velká Británie, Japonsko, Jižní Korea a stále rostoucí soukromý sektor.
Evropská unie je hlavním tahounem projektu ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), což je největší a nejambicióznější fúzní experiment na světě. ITER, který se buduje ve Francii, má být prvním tokamakem, který skutečně vyprodukuje více energie, než spotřebuje. Tento projekt je výsledkem mezinárodní spolupráce, na níž se podílejí Evropská unie, Spojené státy, Čína, Rusko, Indie, Japonsko a Jižní Korea.
Kromě ITER se Evropa podílela i na vývoji JET (Joint European Torus), prvního tokamaku, který dokázal vytvořit čistou fúzní energii. Tento experimentální reaktor poskytl cenné poznatky, jež se nyní využívají při stavbě ITER. Dalším krokem po ITER bude DEMOnstration Power Plant (DEMO) – plánovaná evropská fúzní elektrárna, která by měla navázat na zkušenosti získané z ITER a poprvé produkovat elektřinu pro běžné využití.
Evropská strategie je založena na dlouhodobé mezinárodní spolupráci, což přináší výhody v podobě sdílení znalostí, financování a technologických inovací. Na druhé straně se jedná o složitý proces, který může být zpomalen politickými rozhodnutími a byrokracií, což činí evropský přístup méně flexibilním než například čínský nebo soukromý sektor. Pokud přesto bude ITER úspěšný, Evropa má reálnou šanci stát se lídrem v oblasti komerční jaderné fúze a do roku 2050 by mohla uvést do provozu první fúzní elektrárnu schopnou zásobovat energií celé regiony.
