Čeští vědci vytvářejí „čistější“ energii: Pracují na elektrárně budoucnosti

Autor: zzu - 
15. 6. 2017
05:20

Na jihu Francie vzniká unikátní reaktor. Bude v něm probíhat termonukleární fúze. Na jejím základě by se jednou měly stavět elektrárny, které vyrobí spoustu energie a nezanechají žádnou uhlíkovou stopu a nebudou produkovat radioaktivní odpad. O „hudbu budoucnosti“ se starají i čeští vědci.

Největší vědecký projekt světa pomalu, ale jistě roste ve Francii. Jmenuje se ITER a účastní se ho i čeští vědci. Ty vede Radomír Pánek z Ústavu fyziky plazmatu Akademie věd ČR a účastní se ho v rámci evropského konzorcia EUROfusion. 

Výzkum začal v utajení

„Výzkum termonukleární fúze jako zdroje energie probíhá od padesátých let minulého století –  z počátku v utajeném režimu, nicméně když se ukázala složitost problému, došlo k jeho odtajnění a započala široká mezinárodní spolupráce. Nejpokročilejší ze studovaných konceptů je tzv. tokamak využívající silné magnetické pole pro udržení plazmatu, v kterém probíhá termonukleární reakce. Plazma je skupenství hmoty, z kterého se skládají hvězdy ve vesmíru. Ty získávají svou energii právě ze stejné reakce,“ vysvětli Pánek. Aby mohla být reakce v plazmatu zapálena, musí dojít k jeho zahřátí na extrémní teplotu (až stovky milionů stupňů). Takhle horké plazma je nutné dobře izolovat uvnitř vakuové nádoby, k čemuž se právě využívá silných magnetických polí. Pak lze dosáhnout podmínek, při nichž dosahujeme ve středu plazmatu požadovanou extrémní teplotu, zatímco na jeho okraji je taková teplota, aby okolní materiál nebyl roztaven. 

Proces se nazývá fúze, to znamená, že místo dnes běžného štěpení nastane slučování za vysoké rychlosti i teploty. Na vstupu bude stát deuterium a lithium. Tyto dva prvky mají výhodu i v tom, že jsou běžné a lehce dosažitelné. Deuterium je z vody, lithium se běžně používá třeba při výrobě baterií. „Reakce je podobná hoření, jakmile se něco stane, přestane se přidávat palivo a reakce skončí,“ uvedl Pánek s tím, že se jedná o obrácený postup, než v případě jaderných reakcí, u těch se nejprve vloží hodně paliva a začne štěpný proces.  

Spolupracuje celý svět

Proces, který bude probíhat v termonukleárním reaktoru, se nazývá jaderná fúze. To znamená, že místo dnes běžně využívaného štěpení těžkých jader uranu v něm bude docházet ke slučování lehkých jader izotopu vodíku – deuteria a tritia. Tato reakce je energeticky výrazně výhodnější, nicméně je k ní nutné dosáhnout extrémních podmínek.

Palivem bude deuterium a lithium. Tyto dva prvky mají zásadní výhodu i v tom, že jsou běžné, lehce dosažitelné a jejich zásoby máme na tisíce let. Deuterium se vyskytuje v malém množství ve vodě, lithium se již nyní hojně využívá například v bateriích. „Tritium bude vyráběno v reaktoru samotném rozkladem lithia pomocí neutronů. Produktem fúzní reakce bude především helium, což znamená, že tento typ reakce neprodukuje žádný radioaktivní odpad. Navíc je tato reakce zcela bezpečná, takže jakmile by se dělo cokoliv nestandardního, přestane se dodávat palivo a reakce ihned skončí,“ uvedl Pánek s tím, že tedy nemůže v tomto případě dojít z principu k řetězové reakci na rozdíl od dnešních štěpných reaktorů.  

Termonukleární reaktor ve Francii vyjde na přibližně 15 miliard euro. Jedná se o největší vědecký projekt na světě a účastní se ho Evropská unie, Rusko, Čína, Indie, Korea, Japonsko a USA. Každý partner hradí část nákladů, cílem je postavit zařízení typu tokamak, které dokáže vyrobit výrazně více energie, než kolik jí spotřebuje.

Tento vědecký projekt je ve výstavbě od roku 2006 a první experiment je plánován na rok 2025. Podle Pánka bude na cestě ke komerčnímu využití termonukleární fúze realizován ještě jeden reaktor, který by měl být spuštěn kolem roku 2045 a kterému se pracovně říká DEMO. Zatímco ITER je pořád fyzikální experiment, DEMO již bude prototypem komerčního reaktoru.

„V tuto chvíli nevíme o principiálním problému, který by bránil konstrukci takového reaktoru. Nicméně se jedná se o extrémně komplexní výzkum, v jehož rámci musíme řešit mnoho dílčích problémů. Je třeba si uvědomit, že tento výzkum na hranici lidského poznání také podněcuje pokrok v mnoha dalších oblastech podobně jako kosmický výzkum. Jedná se například o vývoj nových materiálů pro extrémní prostředí, nových typů supravodičů atd.,“ dodal Pánek.

Je i v Česku!

K řešení klíčových problému na cestě k novému zdroji energie připívají čeští vědci také výzkumem na novém tokamaku COMPASS v Ústavu fyziky plazmatu Akademie věd ČR, který je přesně desetkrát menší než tokamak ITER.

 

A tak se do budoucna můžeme těšit na reaktory, které budou šetrné k životnímu prostředí a navíc budou bezpečné.

Co by se dělo v případě katastrofy? Takhle se na ní připravují hasiči:

Doporučujeme
vaber ( 15. června 2017 08:22 )

čeští vědci žádnou energii nevytvářejí ,zase novinářský blábol, zatím toto zařízení energii jen spotřebovává a hodně a dlouho ještě bude . Zprávy v podobě, za pět let jsme hotovi, už vycházejí padesát let a stále nic. Vědci by se měli zamyslet jaká bude budoucnost a jestli vůbec budoucnout bude . Nic proti vědcům ,tenhle úkol je příliš velké sousto a vyřešit jej by bylo skvělé

Zobrazit celou diskusi
Další videa
Články odjinud