Zatímco se svět potýká se stále rostoucí energetickou krizí, futuristické zařízení slibující nekonečnou energii nabízí světlo naděje.
Energie z jaderné fúze, která byla dlouho považována za svatý grál čisté energie, se výrazně vrací. Tento návrat by nám mohl umožnit rozloučit se s tradiční jadernou energií. Kdysi nepolapitelná proton-boronová fúze se nyní díky inovativním projektům, jako je fúzní reaktor Polywell, stává reálnou možností, která sen o neomezené energii přibližuje realitě.
LHD jako srdce jaderné fúze
V březnu 2023 bylo ve spolupráci TAE Technologies a japonského Národního institutu pro vědu o jaderné fúzi představeno velké šroubovicové zařízení (LHD). Toto zařízení úspěšně omezilo fúzi protonů a boru, což vedlo k produkci neškodných jader helia. Tento průlom naznačuje, že LHD by mohlo hrát klíčovou roli při výrobě čistší energie.
Přeměna energie ze stabilního zdroje, jako je bór, na elektřinu je teoreticky jednoduchá. Problém však spočívá v procesu fúze p-11B, který vyžaduje extrémně vysoké teploty, což vede k energetickým ztrátám a čistý zisk energie je obtížně dosažitelný. Naštěstí pokročilé nastavení detektoru TAE slibuje, že se podaří p-11B udržet v prostředí plazmatu, což může vést k výrobě energie.
Přehodnocení Bussardovy koncepce fúze
Navzdory svým slibům se LHD potýká s technickými překážkami. V úvahu přichází koncept Polywell fusion Roberta W. Bussarda, který nabízí potenciální řešení. Polywellova fúze využívá elektrostatického udržení, kdy pomocí mřížky magnetických cívek vytváří elektronovou „studnu“, která zadržuje kladně nabité ionty.
Tento přístup zvyšuje pravděpodobnost srážek iontů a fúze a zároveň minimalizuje interakce se stěnami reaktoru. Přetrvávají však problémy, jako jsou ztráty energie a problémy s ohřevem. První testy reaktoru WB6 Polywell prokázaly miliardy fúzních reakcí za sekundu s použitím deuteria. Bussard předpokládal, že by se to dalo rozšířit pomocí fúze p-11B, a odhadoval, že zařízení za 200 milionů dolarů by mohlo vyrábět 100 MW elektřiny.
Německo se přiblížilo k výrobě nekonečné energie a je zajímavé sledovat, zda Japonsko dokáže využít své znalosti polywellovské fúze a následovat jej.
Výzvy na cestě k pilotnímu proton-boronovému zařízení
I když je myšlenka komerčního využití fúze p-11B lákavá, je tato cesta plná výzev. Současné reakční rychlosti jsou pro životaschopné elektrárny nedostatečné a vysokoteplotní záření by mohlo systém destabilizovat. Výzkumníci zkoumají, zda je relativistické modelování plazmatu při těchto intenzivních teplotách proveditelné, nebo zda přináší další složitosti.
Pokrok je pomalý, ale TAE Technologies chce dodat pilotní proton-boronovou elektrárnu do začátku roku 2030. Mezitím se zkoumají reaktory Polywell, jako jsou modely WB7 a WB8, jako potenciální řešení pro dosažení životaschopné fúze.
Lákavost fúze p-11B spočívá v tom, že při ní nevzniká žádný radioaktivní odpad a nehrozí riziko roztavení, přičemž nabízí levnou a nekonečnou energii. V budoucnu by jaderná energie již nemusela být synonymem pro tradiční reaktory, ale spíše pro účinné systémy poháněné vodíkovou a bórovou fúzí, které naplní příslib neomezené čisté energie. S objevováním nových typů jaderné fúze se cesta k nekonečné energii může brzy stát skutečností.