Od 20. let 20. století jsou vědci uchváceni myšlenkou replikovat sluneční energii zde na Zemi.
Průkopnický britský astrofyzik Arthur Eddington poprvé navrhl, že hvězdy, včetně našeho Slunce, získávají svou obrovskou energii procesem zvaným jaderná fúze. Při tomto procesu se atomy vodíku slučují na helium, přičemž se uvolňuje obrovské množství energie. Tato revoluční myšlenka podnítila snahu o využití energie hvězd v laboratořích s cílem vytvořit „nekonečnou energetickou sféru“, která by mohla potenciálně pohánět svět udržitelným a čistým způsobem. Dnes jsme k uskutečnění tohoto snu blíže než kdykoli předtím.
Snaha o jadernou fúzi neustává ani dnes
Eddingtonův poznatek určil směr vývoje vědy o energii. Předpokládal, že hvězdy jsou poháněny jadernou fúzí, nikoli chemickými reakcemi nebo spalováním. Tím navrhl neomezený zdroj energie. Přeměna teorie ve skutečnost se však ukázala jako náročná. Vědci se zaměřili na využití izotopů vodíku, jako jsou deuterium a tritium, k iniciaci fúzních reakcí. Tyto metody zahrnují zahřívání vodíkového plazmatu na extrémní teploty a jeho udržování pomocí silných magnetů nebo laserů.
Navzdory značným investicím se tradiční metody fúze potýkají s řadou překážek. Žádný fúzní reaktor dosud nevyrobil více energie, než kolik jí spotřeboval. Proces fúze deuteria a tritia (DT) také generuje neutronové záření, což vede ke vzniku radioaktivního odpadu, který představuje ekologické a logistické problémy.
Související článek
Příslib fúze vodíku a boru
Nad rámec tradiční jaderné fúze si získává pozornost nový přístup známý jako vodíkovo-borová fúze (HB11). Tento proces je zapouzdřen v inovativní konstrukci kulového reaktoru. Na rozdíl od konvenčních metod se tento nový přístup nespoléhá na těžké izotopy vodíku. Namísto toho dochází ke slučování vodíku (jeden proton) s bórem-11, stabilním a hojným izotopem bóru, za vzniku tří atomů helia. Při této reakci nedochází k produkci neutronů, čímž se eliminuje radioaktivní odpad.
Fyzik Heinrich Hora a jeho tým na Univerzitě v Novém Jižním Walesu spolu s mezinárodními spolupracovníky jsou průkopníky této metody. Přechod na sférický vodíkovo-boronový reaktor znamená významný odklon od tradiční technologie fúze.
Vodíkovo-boronový reaktor funguje tak, že pomocí laserového pulzu trvajícího pouhou pikosekundu urychluje „plazmový blok“ s obrovskou energií, přibližně 10 petawattů. Tyto síly zažehnou reakci vodíku a boru v malé kulové komoře. Fúze probíhá při reakční teplotě 3 miliardy stupňů Celsia a vytváří proudy částic alfa (jader helia), které lze přímo přeměnit na elektřinu.
Výhody čisté a účinné energie
Zatímco předchozí pokusy o fúzi někdy vedly ke katastrofálním výsledkům, tato nová vize nabízí dvě významné výhody. Zaprvé, neuvolňují se při ní žádné neutrony, takže nevzniká žádný radioaktivní odpad. Za druhé, energii získanou reakcí lze přímo přeměnit na elektřinu bez nutnosti ohřívat vodu na páru pro pohon turbín, což minimalizuje energetické ztráty a zvyšuje účinnost.
Cesta od Eddingtonovy hypotézy z roku 1920 k současnému výzkumu fúze vodíku a boru byla náročná. Přesto je zřejmé, že „nekonečné energetické sféry“ mohou pomocí fúze přeměnit vodík na energii. Teoretické poznatky se nyní stávají hmatatelnými. Vzhledem k tomu, že NASA zkoumá alternativní paliva, která nejsou ani vodíkem, ani elektřinou, ani jadernou fúzí, zůstává budoucnost energetiky vzrušující hranicí.