Víte, co je to tokamak?
Vojtěch Svoboda z Fakulty jaderné a fyzikálně inženýrské ČVUT je duchovním otcem zdejšího tokamaku - zařízení, generujícího specifickou geometrii elektromagnetického pole, jehož prostřednictvím lze v praxi dospět k realizaci kontrolované jaderné fúze. Tento univerzitní tokamak je určen především pro vzdělávání a má i své jméno – Golem.
Jak vlastně tokamak funguje a k čemu jej lze využít?
Tokamak je jedno ze zhmotnění vize lidstva, jak v pozemských podmínkách napodobit procesy v nitrech hvězd a tento princip použít v budoucnu k výrobě elektrické energie. Podobně jako v ostatních elektrárnách i v něm se plánuje využít takto produkovaného tepla k vytváření páry, která může pohánět turbínu. V případě tohoto zařízení je však voda, z níž pára vzniká, ohřívána pomocí takzvané termojaderné fúze, která spočívá ve slučování vodíkových jader, při němž se uvolňuje obrovské množství energie (na nukleon asi čtyřikrát větší než při rozpadu uranu v jaderných elektrárnách – pozn. red.).
Jaký je hlavní problém realizace jaderné fúze v podmínkách planety Země?
Hlavní komplikací této reakce je, že probíhá pouze za obrovských teplot, řádově 100 miliónů st. Celsia. Naším hlavním úkolem je tak najít způsob, jak tuto mimořádně horkou hmotu uchovávat v podmínkách, jež máme na naší planetě k dispozici. To se ovšem ukazuje jako velký problém, který by se snad mohl vyřešit pomoci specificky vytvořené geometrii elektromagnetického pole, jež by mohla zajistit jednak zahřátí vodíkové směsi na potřebné teploty a jednak jeho udržení v komoře reaktoru tak, aby se částice této extrémně horké hmoty nedotýkaly stěn reaktoru, což je pro její životnost zcela zásadní.
V jaké fázi se nyní nachází stav jaderné fúze a kam se její praktické využití bude ubírat v příštích letech?
Před asi osmi lety byla učiněna dohoda o zahájení bezmála celosvětového projektu, který se má zabývat právě jadernou fúzí. Badatelé ze všech částí světa pod záštitou tohoto projektu usilují o objevy, které by pomohly přiblížit další vývoj v této vědecké oblasti. Tokamak ITER, na němž budou tyto výzkumy probíhat, se však v současnosti teprve buduje, a tak první výsledky budou známy nejdříve za deset let.
V jakém horizontu lze očekávat využití termojaderné fúze pro komerční účely?
Pro výstavbu první elektrárny, založené právě na termojaderné fúzi, budou klíčové právě poznatky, které učiní vědci na právě budovaném tokamaku ITER. Každopádně v současnosti vznikají první obrysy jakési vzorové elektrárny DEMO, kde by měla být možnost vyrábět elektřinu pomocí termojaderné fúze demonstrována. Její výstavba by mohla začít nejdříve za deset let, takže první komerční výroba elektřiny prostřednictvím termojaderné fúze by mohla být realizována, budeme-li optimisty, za padesát let. Dříve asi ne.
Fotogalerie
