04.09.2018-20:00:00   |   Marek Jurčík
#Kozmos
#Veda
Tento článok je voľným pokračovaním článku Plášť neviditeľnosti: Z fantázie do reality?

Hviezda na Zemi

Jadrová fúzia predstavuje reakciu, vďaka ktorej žiaria hviezdy. Ide o opačný proces ako štiepenie - namiesto rozpadu ťažkých jadier dochádza k zlučovaniu jednoduchých atómov do podoby zložitejších. Navyše, počas celého deja sa uvoľňuje mnohonásobne viacej energie.

No energeticky najvýnosnejšie je spájanie dvoch izotopov vodíka - deutéria a trícia - za vzniku hélia. Keďže sa tieto izotopy nachádzajú aj vo vode, jadrová fúzia by predstavovala takmer neobmedzený energetický zdroj. Z približne 500 hektolitrov je možné vyprodukovať rovnaké množstvo energie ako z 10 miliónov kg fosílnych palív.


Ako zabezpečiť vhodné podmienky?

Je tu ale jeden háčik. Jadrá atómov sa v dôsledku svojho náboja odpudzujú. Ich zlúčenie preto môže nastať iba pri podmienkach, aké panujú vo vnútri hviezd – teda pri ohromnom tlaku a teplotách rádovo desiatok miliónov stupňov celzia. Z toho dôvodu vedci dodnes nevytvorili energeticky výnosnú fúziu. Energia potrebná na jej vyvolanie totiž vždy presahovala výťažok.

Existuje viacero zariadení a postupov určených na spustenie kontrolovanej jadrovej fúzie. Súčasný výskum sa zameriava predovšetkým na metódy inerciálnej a magnetickej fúzie. Obe techniky si kladú za cieľ vytvoriť vhodné podmienky na rozbehnutie tejto reakcie.1

Pri inerciálnej fúzii na to slúži sústava veľmi výkonných laserov umiestnených v dlhých tuneloch. Naraz vystreľujú zväzky lúčov, ktoré sú pomocou zrkadiel na konci tunela korigované na malý terčík zhotovený zo zlúčenín bohatých na vodík.


Terčík pritom nie je väčší ako špendlíková hlavička a váži iba niekoľko desiatok miligramov. Laserové lúče ho zahrejú natoľko, až dôjde k zlučovaniu atómov vodíka do podoby hélia. V procese sa uvoľňujú záblesky energetických neutrónov.

Tie možno použiť na zahriatie kovového plášťa, ktorý ho obklopuje. Žeravý kov by mohol odparovať vodu a vznikajúca para by poháňala turbíny. Išlo by o účinnejšiu alternatívu k súčasným atómovým elektrárňam. Avšak rovnomerne sústrediť potrebné množstvo energie na tak malý povrch je nesmierne náročné.

Pri magnetickej fúzii vhodné podmienky na zlučovanie jadier vytvára zariadenie zvané tokamak. Ide o obrovskú nádobu obklopenú cievkami. Tie sú chladené natoľko, aby sa stali supravodivými.2 Vytvárajú silné magnetické pole, ktoré zahrieva vodík v nádobe až pokiaľ nenastane syntéza atómov.

Pritom ale tokamak spotrebuje viac energie, ako sa uvoľní pri fúzii. A hoci vedci vyprodukovaný energetický výťažok každým rokom úspešne zvyšujú, aj podľa najpozitívnejších odhadov nemožno očakávať energeticky výnosnú jadrovú fúziu skôr ako za 40 rokov.


Poznámky:

1 Počas jadrovej syntézy vzniká horúca plazma, ktorá veľmi rýchlo expanduje. Tento jav bol využitý na výrobu termonukleárnych zbraní, akými sú vodíková či neutrónová bomba. Podmienky na spustenie syntézy zabezpečuje výbuch atómovej bomby.

2 Supravodivosť predstavuje jav, kedy materiál nekladie takmer žiaden elektrický odpor.

Tento článok sme Vám mohli priniesť vďaka podpore na Patreone. Aj symbolický príspevok nám pomôže zverejňovať viac kvalitných článkov.

Zdroje:

1. Back to the future: are we about to crack energy fusion? (The Guardian)

2. Jadrová fúzia – nekonečný zdroj čistej energie

3. Termonukleárna zbraň (Wikipédia)

4. TokamakEnergy.co.uk

Titulný obrázok: www.pixabay.com
Páčia sa Vám naše články? Podporte nás

Zdieľajte článok






Za podporu ďakujeme

Pridať e-mail