Nový laserový fúzní reaktor má podle odborníků šanci od základů změnit světovou energetiku
Obnovitelné zdroje energie mají ve snaze zabránit rostoucím emisím skleníkových plynů v ovzduší stále vyšší podíl na výrobě elektrické energie ve světě, a to na úkor elektráren na fosilní paliva. Výkonným zdroje elektřiny jsou také jaderné elektrárny fungující na bázi štěpení atomů drahých kovů.
Jaderné elektrárny mají oproti obnovitelným zdrojům jednu zásadní výhodu. Dokáží totiž vyrábět elektrickou energii nezávisle na počasí. Přináší ale také zásadní problém v podobě velkého množství radioaktivních odpadů, nepočítaje nepředvídatelné havárie, ke kterým došlo například v Černobylu nebo Fukušimě.
Mnohem čistším zdrojem energie, který se lidstvo již dlouhou dobu pokouší zkrotit, je opak štěpné reakce, takzvaná jaderná fúze. Pomocí tohoto fyzikálního procesu se spojují atomy mnohem dostupnějšího vodíku. Takto lze vytvořit zdroj téměř neomezeného množství energie, který navíc neprodukuje žádný jaderný odpad.
Fúze pohání naše Slunce po miliardy let. Navzdory celosvětovému úsilí dosud nikdo nedokázal generovat udržitelnou nukleární fúzi v takové formě, aby mohla být využita jako zdroj energie. Objevila se řada prototypů i konceptů fúzních reaktorů, dosud ale žádný z nich energii nedodává.
Koncept nového typu kruhového fúzního reaktoru na bázi vodíku a bóru představil tým vědeckých pracovníků v nové studii. Pokud jsou jejich předpoklady správné, mohl by nový typ reaktoru být ve funkční podobě hotov dříve než konvenční systémy pro fúzní reakci.
Tajemství nového designu reaktoru spočívá ve zcela jiné konstrukci oproti starším návrhům fúzních reaktorů a také v použití odlišné technologie k zahřívání jeho jádra. Podle odborníků je teoretická konstrukce kruhového reaktoru natolik přesvědčivá a jednoduchá, že by mohl být hotov do poloviny století. V případě že bude Horova teorie opravdu fungovat, může naprosto změnit svět energetiky.
Starší koncepce fúzních reaktorů pracujících s těžkými izotopy vodíku, jako je duterium a tritium, musí na cestě k použitelnosti překonat jeden zásadní problém. Tím je fakt, že tyto reaktory trápí výrazné ztráty energie, které vznikají během reakce, když atomy vylučují neutrony. Zbylá energie navíc nemůže být přeměněna přímo na elektrickou energii, a proto se s její pomocí ohřívá voda pohánějící turbínu, čímž se výsledná ztráta dále zvyšuje.
Tyto reaktory se testují v několika světových zemích. Nejdále je v současné době asi obří reaktor ITER v Cadarache v jihovýchodní Francii, který by jako první mohl dosáhnout kontrolovatelné jaderné fúze v roce 2040.
Podle nové koncepce reaktoru, která počítá s propojením vodíku 0 (jediný proton bez neutronů a elektronů) s bórem-11 (verze bóru se šesti neutrony), čímž vzniknou tři jádra hélia-4 obsahující dva protony a dva neutrony. Při takové fúzi se žádné neutrony neztrácí a atomy se spojí čistou reakcí aniž by ztrácely jádrové částice.
V reaktoru Heinricha Hory by ale hlavně energie plazmatu mohla být přeměněna přímo na elektrickou energii, aniž by se využívalo vysoce ztrátového ohřívání vody. Fúzní energie je totiž uvolňována jako proud elektricky nabitých částic, které lze poměrně snadno přeměnit na elektrický proud.
Na rozdíl od reaktorů obsahujících deuterium a tritium, které udržují přehřátou plazmu na místě pomocí magnetů, využívá kruhový vodíkovo-bórový reaktor k vyvolání a udržení reakce výkonný laser.
Tyto lasery umožňují, aby plazma na bázi vodíku a bóru dosáhla teploty tři miliardy stupňů Celsia a hustoty 100.000 krát větší než plazma ve starších typech reaktorů.
Pokud jsou výpočty správné a tento reaktor se podaří uvést do provozu, bude se jednat o nejvýkonnější a nejčistší zdroj elektrické energie v novodobých dějinách lidstva. Už nikdy více nebudou vznikat na naší planetě místa, jako je jezero Karačaj. Více o nejtoxičtějším místě na planetě se dočtete v tomto článku.
