Pozrite si
Jadrová syntéza, ktorá je energetickým zdrojom aj nášho Slnka a všetkých hviezd, už dlho živí nádej na čistú a v podstate neobmedzenú energiu pre ľudstvo.
Na rozdiel od štiepnej jadrovej reakcie nepredstavuje environmentálnu záťaž v podobe jadrového odpadu s dlhým polčasom rozpadu.
Problémom však je, že napriek šesť desaťročí trvajúcim výskumom sa nepodarilo jadrovú syntézu spútať, respektíve dosiahnuť pozitívnu energetickú bilanciu na výstupe reakcie. Na udržanie vodíkovej plazmy s teplotou rádovo 100 miliónov stupňov Kelvina sú potrebné silné supravodivé elektromagnety, ktoré spolu s chladením doposiaľ spotrebujú viac energie, než sa jej vyrobí.
Komerčne dostupná a fungujúca jadrová fúzia je preto pravdepodobne stále hudbou budúcich desaťročí. Jej výskumu sa však venuje mnoho vedeckých tímov v štátnych, aj v súkromných inštitúciách po celom svete, takže možno prídu aj prekvapenia.
Najdôležitejším verejne financovaným projektom s investíciou 18 miliárd eur je experimentálny fúzny reaktor ITER v južnom Francúzsku. Ide o spoločný experiment Európskej únie, USA, Číny, Indie, Južnej Kórey, Ruska a Japonska. Spustenie reaktora sa však očakáva až v roku 2025.
Keď pomáha softvér
IT gigant Google a popredná americká spoločnosť pre oblasť jadrovej syntézy Tri Alpha Energy vyvinuli nový počítačový algoritmus, ktorý výrazne urýchľuje pokrok vo výskume jadrovej fúzie.
Tri Alpha Energy, ktorú podporuje spoluzakladateľ Microsoftu Paul Allen, spolupracuje s Google Research na vytvorení takzvaného algoritmu Optometrist. Ten umožňuje pri hľadaní riešení vysokovýkonné výpočty kombinovať s ľudským úsudkom.
Fyzika jadrovej syntézy zahŕňa nelineárne javy, kde aj malé odchýľky môžu vyvolať veľké zmeny. Preto je technika potrebná na udržanie superhorúcej plazmy veľmi náročná.
C-2U je najväčším kompaktným toroidným zariadením na svete. Pri dĺžke 20 m, priemere 1,4 m a so stovkami portov zariadenie bežne dosahuje vákuum 1 bilióntiny atmosférického tlaku. Magnetické polia o sile do 3,5 Tesla vedú a obmedzujú plazmu, zatiaľ čo impulzné energetické systémy dodávajú približne 1 megajoule energie za mikrosekundu.
Výsledky nasadenia nového prístupu sú nádejné. Experimenty podporované technológiou Google Alpha Energy na stroji C2-U prebiehali oveľa rýchlejšie a operácie, ktoré by inak trvali mesiac, sa zrýchlili na niekoľko hodín. Výskum uverejnený v časopise Scientific Reports ukázal, že algoritmus odhalil neočakávané spôsoby použitia plazmy.
Nádejný záblesk
Vedci dosiahli zníženie energetických strát systému o polovicu a následné zvýšenie celkovej energie v plazme. Dr. Michl Binderbauer, prezident a technologický riaditeľ spoločnosti Tri Alpha Energy uviedol, že firma plánuje vyrábať elektrickú energiu do desiatich rokov.
https://www.youtube.com/watch?v=NbY8KnnCeh4
Optometristický algoritmus umožnil výskumníkom objaviť konfiguráciu, v ktorej vodíkový lúč úplne vyrovnal straty chladenia, čo znamená, že celková energia v plazme sa skutočne zvýšila. „Trvalo to len asi dve milisekundy, ale bolo to tu – po prvý krát“, povedal pre The Guardian Ted Baltz z tímu Accelerated Science Google.
Experimenty prebiehali na zariadení C-2U s frekvenciou opakovania každých osem minút. Neskôr bol C-2U nahradený výkonnejším a sofistikovanejším strojom Norman, ktorý dosiahol prvú plazmu v júli. Ak budú pokusy s Normanom úspešné, Tri Alpha Energy chce vybudovať demonštračný generátor energie a do desiatich rokov vyrábať elektrinu z jadrovej fúzie.
Zdroj