V roce 1929 fyzik Fritz Houtermans využil zřejmě nejlepší balicí hlášku historie. V den, kdy měl schůzku s Charlotte Riefenstahlovou, totiž došel k zásadnímu objevu a pod hvězdnou oblohou tak mohl na rande prohlásit, že jako jediný člověk na světě ví, jak hvězdy svítí.

Na Riefenstahlovou to očividně zabralo a o dva roky později se vzali, ale i když se vědci snaží i jeho práci využít pro výrobu čisté elektřiny již 70 let, stále jsou velmi daleko.

Úterní průlom vědců z kalifornského výzkumného zařízení National Ignition Facility (NIF), na kterém se podílel i český fyzik Milan Holec, je významný krok. „Vstoupili jsme do nové oblasti fyziky hořícího plazmatu, kde vše nasvědčuje tomu, že jeho chování dobře rozumíme a je předvídatelné, což je pokrok proti loňskému experimentu. Předpokládám, že ještě během roku 2023 získáme energie třikrát více, což nám potvrdí, že se k čisté fúzní energii blížíme mílovými kroky,“ vysvětluje Holec, který jako počítačový fyzik vyvíjí přesnější modely fúzního plazmatu.
Potřebná revoluce se ale stále nekoná.

Nedávno jste již předplatné aktivoval

Je nám líto, ale nabídku na váš účet v tomto případě nemůžete uplatnit.

Pokračovat na článek

Tento článek pro vás někdo odemknul

Obvykle jsou naše články jen pro předplatitele. Dejte nám na sebe e-mail a staňte se na den zdarma předplatitelem HN i vy!

Navíc pro vás chystáme pravidelný výběr nejlepších článků a pohled do backstage Hospodářských novin.

Zdá se, že už se známe

Pod vámi uvedenou e-mailovou adresou již evidujeme uživatelský účet.

Děkujeme, teď už si užijte váš článek zdarma

Na váš e-mail jsme odeslali bližší informace o vašem předplatném.

Od tohoto okamžiku můžete číst neomezeně HN na den zdarma. Začít můžete s článkem, který pro vás někdo odemknul.

Na váš e-mail jsme odeslali informace k registraci.

V e-mailu máte odkaz k nastavení hesla a dokončení registrace. Je to jen pár kliků, po kterých můžete číst neomezeně HN na den zdarma. Ale to klidně počká, zatím si můžete přečíst článek, který pro vás někdo odemknul.

Pokračovat na článek

Jaderná fúze je často označována jako svatý grál energetiky, protože by tak lidstvo mohlo vyrábět elektřinu bez emisí oxidu uhličitého a zpomalit globální oteplování. Proto se celý vyspělý svět tak snaží zkrotit energii hvězd. První pokusy začaly již v 50. letech v rámci vývoje vodíkové bomby a tajného projektu Matterhorn. Vodíkové bomby používají stejný princip jako hvězdy – energie se při výbuchu uvolňuje slučováním jader vodíku na těžší helium. Na zničení měst jsou jako nejsilnější zbraně ideální, ale využít tuto energii pro něco užitečného je mnohem těžší.

Pro napodobení podmínek v jádrech hvězd je potřeba vodík zahřát na miliony stupňů. A takovou teplotu žádná izolace při dotyku nevydrží, takže se musí používat extrémně silná magnetická pole (v takzvaných tokamacích, z nichž jeden byl i v Praze) nebo setrvačnost samotného materiálu, který se lasery stlačí natolik, že dojde k fúzi rychleji, než by se horký terčík něčeho dotknul. „Laserový přístup fúze je jako malý spalovací motor s cílem vysokých otáček, kdežto tokamak je jako velký parní stroj, kde neustále přikládáte,“ vysvětlil rozdíl Holec.

Laserový přístup zvolili i vědci v americké NIF a jako prvním se jim po 70 letech vědecké práce povedlo vyrobit více energie, než vynaložili – jak by se od správné elektrárny dalo čekat. Na začátku prosince získali za desetinu nanosekundy 150 procent energie, dosavadní rekord byl třicetiprocentní ztráta.

Proto americká ministryně energetiky Jennifer Granholmová ohlašovala výsledek experimentu jako jeden z nejpůsobivějších výkonů 21. století. Do závodu o jadernou fúzi se totiž v současné době energetické a klimatické krize promítá politika a vláda Joea Bidena si fúzi dala jako jednu ze svých priorit. „Takto to vypadá, když něco vede Amerika. A to jsme teprve začali. Pokud ve fúzní energii pokročíme, mohli bychom ji použít k produkování čisté elektřiny, paliva, pohánět těžký průmysl a mnohem více,“ obracela se ke světu Granholmová.

„Den, kdy jste získali více energie, než jste předtím vložili – pak už nic není nemožné,“ vysvětloval význam úspěchu známý astrofyzik a popularizátor vědy Neil deGrasse Tyson pro CBS News.

Ale realita má do amerického snu daleko. NIF bylo postaveno jen jako experimentální zařízení pro ověření, jestli by tudy mohla vést cesta, postavení fúzní elektrárny už je na někom jiném. „Nechci, abyste měli pocit, že teď už jen zapojíme NIF do sítě, takhle to nefunguje,“ mírnila nadšení ředitelka livermorské laboratoře, kde se reaktor nachází, Kim Budilová.

Zatím tak vyrobená energie jen vyletí „komínem“ pryč. A ještě ke všemu ani v praktické bilanci nevyjde průlomový výtěžek energie. Používané lasery jsou sice velmi výkonné, ale také mimořádně neefektivní, a když se započítá energie na jejich nabití, zjistíme, že se ztratilo 99 procent energie. Neúčinnost laserů opět není problém, který má NIF zkoumat a řešit, ale pro reálné využití fúze je to další překážka. Stejně jako to, jak dlouho nabití laserů trvá, protože zatím jsou schopné spustit reakci jen jednou denně a pro elektrárnu je potřeba zapnutí každých devět sekund. Holec ale věří, že laser s potřebnou účinností je otázka jen několika let.

A i když je vodíkového paliva potřeba velmi málo, nemáme ho dostatek. Používá se totiž vzácná radioaktivní varianta vodíku tritium, která se vyrábí jen v kanadských jaderných reaktorech. Navíc jen půl kila ročně, přičemž komerčně využitelná elektrárna by potřebovala podle odhadů amerických vědců kilogram tritia denně. Netrvalo by to tak ani měsíc a celosvětové zásoby tritia by došly.

Říká se, že jaderná fúze tu bude už za 30 let. Ale těch 30 let se už 70 let posouvá. Podobně jako třeba stavba vysokorychlostní železnice v Česku. Budilová dokonce přímo na tiskové konferenci přiznala, že aktuální úspěch posunul lidstvo spíše jen ke čtyřicetiletému horizontu.

A v tomto horizontu už Amerika není takovým lídrem, jak se ministryně Granholmová tváří. V roce 2025 by se měl ve Francii dostavět tokamak ITER, který z největší části financovala EU. Po spuštění plného provozu o 10 let později by už měl produkovat desetinásobek spotřebované energie a výrazně tak překonat současný výkon amerického NIF. Holec si ale myslí, že vyřešení dlouholetého problému stability plazmatu v tokamacích bude trvat déle než s lasery. Jako spolupracovník NIF ovšem logicky není nestranný.

Podle současných plánů pak má začít v roce 2051 fungovat v Evropě první fúzní elektrárna DEMO, která by měla mít výkon 750 megawattů (jeden blok temelínské elektrárny má výkon 1125 megawattů). Ale posuny termínů jsou velmi pravděpodobné, zvlášť když v tokamaku ITER začaly letos praskat chladicí trubky v tepelném štítu.

Přesto se Evropa prohlašuje za lídra v závodu. Závodu, jehož význam se ale projeví možná až ve 22. století, a současnou klimatickou krizi tak nevyřeší, ať si to politici budou přát sebevíce.

Zajímají vás další kvalitní články z Hospodářských novin? Výběr těch nejúspěšnějších posíláme každý všední den večer v našem newsletteru 7 v SEDM, který si můžete zdarma přihlásit.