Dlouhá evropská cesta k jaderné syntéze  
Vodíková jádra můžeme donutit sloučit se v helium pomocí silných magnetických polí, nebo výkonného laseru. První způsob je cílem mezinárodního projektu ITER, který se již léta „rozbíhá“ hlemýždím tempem. Druhý způsob – projekt HiPER – by chtěli realizovat zejména britští fyzikové. Chybí jim ale pochopení a tedy i finance ze strany vládních struktur.

 

Zvětšit obrázek
ITER ve francouzském Cadarache. Zatím se rozbíhají jen výkopové práce, celý nový komplex na obrázku je jen počítačem doplněná vize. Kredit: ITER

ITER je akronym pro anglické „International Thermonuclear Experimental Reactor“ (Mezinárodní termonukleární experimentální reaktor), ale v latině značí také cestu, směr. I to má svůj význam, protože ITER je plánovaný obří tokamak (тороидальная камера с магнитными катушками), který by měl představovat evropskou cestu k zažehnutí jaderné fúze a pak i k jejímu komerčnímu využití jako perspektivního ekologického zdroje energie. Zatím co USA zkouší směs jader těžkých vodíkových izotopů dostatečně stlačit pomocí výkonných laserových paprsků a první testy mají za sebou, Evropa ve spolupráci s dalšími zeměmi (USA, Japonsko, Rusko, Čína, Jižní Korea, Indie) směruje k využití magnetických polí. Systém supravodivých elektromagnetů rozložených kolem prstencové gigantické komory bude extrémně silným magnetickým polem stlačovat vodíkové plazma a tím ho ohřívat až na teplotu asi 150 milionů K. Spuštění tokamaku ITER na plný výkon se očekává až okolo roku 2026 a fúze by měla vyprodukovat desetkrát více energie, než je nevyhnutné pro jeji zažehnutí.

Zvětšit obrázek
Jádra izotopů deuteria a tritia se za extrémně vysoké teploty a tlaku sloučí v jádro helia, přičemž se uvolní velké množství energie. Do této reakce vkládáme naději na vyřešení energetického problému světa v budoucnosti.

 

ITER představuje nejenom technicky, ale i finančně velkorysý projekt, jehož rozpočet jistě přesáhne 10 miliard Eur, tedy asi 14 miliard US dolarů. Roční výdaje se budou šplhat od 400 miliónů k půl miliardě Eur. Podíl Evropy je okolo 45 % všech nákladů na výstavbu reaktoru a budov. Projekt není žádnou novinkou, jeho historie se píše už čtvrt století. Spolupráce mezi EU (projekt Euroatom), tehdejším Sovětským svazem, USA a Japonskem se navázala již v roce 1985. Ale až v r. 2001 byl dokončený detailní projekt. V roce 2005 do něho přistoupily další země (Čína, Jižní Korea, Indie) a padlo rozhodnutí o výstavbě tokamaku na území francouzského výzkumného centra pro jaderný výzkum Cadarache v Saint-Paul-lès-Durance, asi 60 km severovýchodně od Marseille. Samotné práce měly začít loni. Nezačaly.


S projekty je to asi jako s dětmi – čím jsou větší, tím je s nimi více starostí. Když si odskočíme na českou stránku o projektu ITER na Wikipedii, dočteme se, že „reaktor by mohl být uveden do provozu v roce 2016.“ Anglická verze již tvrdí: „...and is scheduled to be switched on in 2018“, tedy že spuštění se plánuje v roce 2018. O tomto posunu se oficiálně rozhodlo loni, ale nepřešel rok a již ani to není pravdou – koncem února se v Paříži konalo setkání zástupců partnerských stran, kde nejdříve padl návrh na další odložení termínu dokončení na rok 2020, ale ten neprošel a účastníci odhlasovali rok 2019.

Zvětšit obrázek
Pohled do velké prstencové komory tokamaku.

 

Toto posouvání termínu dostavby a zahájení zkoušek je odrazem nemedializovaných problémů. Zvedala se vlna stále hlasitější kritiky ze strany neevropských partnerů. A nejen slovní. Návrh amerického rozpočtu počítá s drastickým krácením příspěvku do roku 2011 o 40 % na 80 milionů USD a argumentuje „pomalým postupem ve výstavbě ITERu a liknavostí některých Domácích agentur (Domestic Agencies, je jich sedum, každý partner projektu má svou vlastní). Ruský fyzik Jevgenij Velikov, šéf Rady projektu ITER v rozhovoru s předsedou ruské vlády Vladimírem Putinem označil evropskou organizační strukturu projektu za velmi slabou (rozhovor byl zveřejněn na internetové stránce ruské vlády).

Zvětšit obrázek
Výměna v ředitelském křesle F4E: Francouze Didiera Gambiera (vlevo) nahradil Brit Frank Briscoe. Kredit: Nature

 

Evropská Unie se teď snaží projekt vrátit zpátky do hry. Před měsícem vyměnila ředitele agentury Fusion for Energy (F4E) se sídlem v španělské Barceloně. Agentura je hlavním manažerem výstavby ITERu, zodpovídá za výběr dodavatelů stavebních prací, uzavírá smlouvy a dbá na jejich plnění. Právě velká nespokojenost s činností F4E vedla k nahrazení jejího dosavadního šéfa, Francouze Didiera Gambiera, britským jaderným fyzikem Frankem Briscoem. Den po jeho oficiálním nástupu do funkce (16. února) Agenturu poctila svou návštěvou komise Evropského parlamentu, aby se obeznámila s postupem prací na projektu.


Nové koště dobře mete a v situaci přetrvávající krize se pozměněné vedení snaží popadnout dech. Jeden z členů vrcholového managementu, Dhiraj Bora (zástupce generálního ředitele jedné z divizí) na stránkách ITERu píše: „Do roku 2010 jsme vstoupili s mnohými nadějemi a velkým očekáváním. Budeme pracovat tvrději než kdykoli předtím. Loni se uzavření mnohých kontraktů z různých důvodů oddálilo a v průběhu prvních letošních týdnů bylo naší prioritou je všechny dojednat…“


     

Tokamak ITER bude tím největším. Objem plazmatu by měl dosahovat 840 m³. Na první pozici dosavadního žebříčku je evropsko-japonský tokamak s objemem plazmatu 100 m³.


Projekt HiPER se rozbíhá v nesprávnou dobu
V této, pro největší evropský projekt jaderné fúze nelehké situaci je překvapující mediální zpráva o intenzivně se rozbíhajícím novém projektu HiPER (High Power laser Energy Research facility), která před několika dny obletěla svět. Podle ní britští vědci předložili plán na výstavbu první fúzní elektrárny na světě, jež by měla za dvacet let zásobovat veřejné rozvodné sítě. Podle vlivných Timesů Vědecká rada Spojeného království (Research Councils UK - RCUK), která dohlíží nad vládními dotacemi pro vědu a techniku, plánuje do roku 2030 dokončit projekt HiPER a místem výstavby moderní elektrárny by mělo být město Didcot v hrabství Oxfordshire, kde se již dnes vypíná šest mohutných chladících věží jaderné elektrárny. Projekt HiPER uvažuje s fúzní reakcí těžkých vodíkových izotopů řízenou pomocí vysoce energetických laserových paprsků. Stejný systém testují v americkém největším urychlovači RHIC (podrobněji zde).


V souvislosti s touto široce medializovanou správou se na stránkách britské Vědecké rady RCUK objevilo prohlášení, ve kterém se píše:

„Současné zprávy o tom, že RCUK plánuje financovat vývoj nové fúzní elektrárny, jsou nepřesné. Skupina expertů, kterou RCUK svolala s cílem vytvořit britskou energetickou strategii využití fúze jako zdroje energie, dospěla k tomuto závěru:

Výzvy vědeckého a technologického výzkumu k využití jaderné syntézy jako komerčního zdroje energie jsou závažné a časové lhůty jsou dlouhé a nejisté. Fúze se k energetickým systémům pravděpodobně přidá až po roce 2050.


Nicméně jaderná syntéza může v dlouhodobém horizontu výrazně přispět k našemu zásobování energií, a tak RCUK bude nadále podporovat britský výzkum fúze jako součásti celosvětového úsilí. Většina finančních prostředků RCUK je určena pro magneticky udržovanou fúzi, kterou ve Spojeném království koordinuje Culham Centre for Fusion Energy (aut. pozn.: spolupráce na ITERu je jednou z dominantních aktivit).

Projekt HiPER (High Power laser Energy Research), který je založený na řízení jaderné syntézy pomocí laserů a který ve Spojeném království řídí Science and Technology Facilities Council, je zatím ve velmi raném stádiu. Skupina expertů je přesvědčena, že cesta k realizaci tohoto typu fúze v komerční elektrárně je přinejmenším stejně dlouhá a obtížná jako cesta magneticky udržované fúze."

18. února 2010 RCUK zveřejnilo zrevidovanou Strategii pro fúzní energii.


I kdyby projekt HiPER byl hyperzajímavý, Evropa na něj - spolu s již uzavřenými smluvními závazky souvisejícími s provozem LHC a výstavbou ITERu - v době krize jednoduše nemá.


Video: ITER - cesta k energii z jaderné fúze

 





Zdroje: Nature News , stránky projektu ITER, F4E, Wikipedia

Datum: 12.03.2010 06:49
Tisk článku

Matematické minutovky pro 5. ročník / 1. díl - Molnár Josef
 
 
cena původní: 28 Kč
cena: 28 Kč
Matematické minutovky pro 5. ročník / 1. díl
Molnár Josef

Diskuze:

Petr Szotkowski,2010-03-22 22:37:57

Vzhledem k tomu že máme dostatek thoria a že tuto technologii lze považovat za zvládnutou a levnou, tak mi připadá získávání energie se slučujících se jader vodíku téměř za plýtvání energií a časem. Samozřejmě by se to mohlo hodit, ale trochu to na mě působí jako snaha přeskočit století páry.

Odpovědět


Thorium

Jan Kýla,2010-03-28 00:32:23

Pokud považujete technologii thoriového "rekatoru" za zvládnutou a levnou, můžete být klidně optimistou i u jaderné syntézy nebo fotovoltaických panelů. Všchno to má zatím efektivitu (ERoEI) menší než otrok. Jinými slovy, civilizace využívající jako zdroj energie thoriové, množivé nebo (neexistující) vodíkové reaktory prohraje (zatím) s libovolnou otrokářskou společností typu starého Říma. A to nemluvím o civilizacích využívajících uhlí, ropu nebo methan.

Odpovědět

Pesimismus...

Jan Kýla,2010-03-15 22:27:59

Je to sotva 40 let, co se stavěly jadené elektrárny jak na běžícím pásu (sem tam i rychlé množivé reaktory), lítalo se nadzvukovými tryskáči, lidi chodili po Měsíci a zvládnutí jaderné fůze byla otázka příštích 30ti let.
Dnes se jaderné elektrárny staví (spíš nestaví) s ohromnými obtížemi (rychlé reaktory vůbec). Postavit nové (a špatné) podzvukové letalo trvá 15 let. O létání na měsíc už ani nesníme. Ze "zvládnutí jaderné fůze" se stal projekt, který ještě bude živit pár generací vědců i "vědců", než definitivně zajde na úbytě.

Odpovědět

Prachy na to nebudou

Adolf Balík,2010-03-14 21:43:03

Pochopení politiků nepřijde. Ti chtějí "cargo vědu", plnící politická zadání jak za akademika Lysenka a ne financovat libůstky přírodo-zvědavců. Na to je teď už víc peněz než na tyhle hračičky. A nejen to, už se berou prachy z politicky nekorektní cesty na Měsíc, aby se přesunuly na politicky žádoucí AGW evangelium nezpochybnitelné pravdy. To však nestačí, nejenže je nutno neúčelně nevydat prachy na jadernou syntézu, ale je nutno odebrat i prachy z "atomového biliáru" (velkého hadronového collideru).

http://motls.blogspot.com/2010/03/ian-lowe-use-lhc-money-for-agw.html

To by tak hrálo, abychom vytvořili socialismus na základě přídělových lístků na uhlík a zrušila nám ho buržoazní kontrarevoluce energie z fyzikálně inovovaných zdrojů.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni














Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace