Termonukleární fúze za hubičku

Evropská unie, Japonsko, USA, Rusko, Čína a Jižní Korea podepsaly dohodu o výstavbě mezinárodního termonukleárního experimentálního reaktor ITER. Vyroste během devíti let v jihofrancouzském městečku Cadarache a bude stát 10 miliard eur, tedy 300 miliard korun.
Jen velmi málo lidí si dokáže představit, jak takové zařízení funguje, a tím spíš odhadnout jeho přínos pro lidstvo. Začněme tedy u oněch miliard.
Zhruba polovina nákladů půjde na výstavbu reaktoru, zbytek na jeho provoz. Evropská unie poskytne z celkové sumy na ITER přibližně čtyři miliardy eur, což jsou zhruba čtyři procenta jejího ročního rozpočtu. Doba provozu se plánuje na dvacet let, takže ani kdyby unijní rozpočet nerostl, bude roční dotace odpovídat 0,2 procentům výdajů EU. Pro srovnání – bruselská administrativa spolkne ročně 5,4 % rozpočtu; anebo jinak: ITER vyjde prakticky nastejno jako moderní letadlová loď.
Bez jakéhokoli přehánění tedy dostaneme termonukleární reaktor za 10 miliard eur vzhledem k přínosu pro vědu a následně potom pro lidstvo za hubičku.
Jaderná fúze, tedy slučování jader atomů, je jev známý už mnoho desítek let. Stačí donutit dvě lehká jádra ke sloučení a získáme obrovské množství energie (čtyřikrát větší než při rozštěpení jádra uranu). Kámen úrazu je však právě v té zdánlivě jednoduché věci – dostat jádra dostatečně blízko sobě, tak aby začaly fungovat jaderné síly, které mají sice velmi krátký dosah, ale jejich obrovská síla už nedovolí jádrům nic jiného než sloučení.
Z fyziky základní školy víme, že jádra obsahují protony a neutrony – protony mají kladný elektrický náboj, neutrony jsou bez náboje, takže celkový náboj jádra je kladný. Pokud tedy chceme dostat jádra blízko sobě, musíme překonat odpudivé elektromagnetické síly. Jednou z možností je dodat jim dostatečně velkou rychlost, v případě atomových jader je tedy dostatečně zahřát. Pokud ovšem chceme dosáhnout podmínek, při kterých se začnou jádra slučovat, musíme hmotu zahřát na sto miliónů stupňů. A to je asi největší problém – udržet dlouhou dobu hmotu v takových extrémních podmínkách. To jistě není lehká záležitost a možná právě proto se zatím vědcům nedaří udržet jadernou syntézu déle než jen několik vteřin a získaná energie je většinou nižší než energie vložená na ohřátí hmoty.
Právě ITER by měl posunout vývoj v této oblasti o notný kus dál. Jde o unikátní experimentální zařízení, které dovolí vědcům zabývat se těmito problémy v měřítku, ve kterém by se potom taková zařízení stavěla komerčně pro výrobu elektrické energie.
Čím je vlastně jaderná fúze kromě extrémních teplot tak úžasná? Tomu už bude rozumět asi každý. Slučovat můžeme například izotopy vodíku (deuterium a tritium), takže jako zdroj energie použijeme třeba mořskou vodu. Takové zařízení může stát někde na pobřeží a palivo čerpat z moře. Produktem slučování je helium, takže tady máme čistý zdroj energie. Vzhledem ke zdroji paliva se dá předpokládat, že takové zařízení bude mít bezkonkurenčně nejnižší výrobní náklady. Mohlo by se tedy využívat nejen k výrobě elektřiny, ale také k výrobě vodíku, který se může stát čistým pohonem pro automobily. Z tohoto pohledu je masivní nasazení jaderné fúze noční můrou ropné lobby.
Optimistické předpoklady říkají, že by se první průmyslové prototypy, vzhledem k mnoha dosud nevyřešeným otázkám, mohly objevit někdy za padesát let. Pokud chceme snižovat emise skleníkových plynů, nezbývá než se do té doby spolehnout na jaderné elektrárny v kombinaci s obnovitelnými zdroji energie (slunce, vítr, voda, příboj apod.), které budou vzhledem ke svému potenciálu vždy jen doplňkovými (v ČR odborníci odhadují využitelnost takových zdrojů maximálně 8 %).
Zásob uranu je, na rozdíl od uhlí, dostatečné množství ještě na mnoho desítek let, což je právě doba pro vývoj a zavedení fúzních reaktorů do praxe. Pak už se můžeme těšit na levný a čistý zdroj energie, který by měl bohatě uspokojit velmi rychle rostoucí energetické potřeby lidstva. A dědečkem takových zařízení bude právě mezinárodní projekt ITER.

Daneš Burket

zpět na úvodní stránku