Zajistit lidstvu dostatečné množství ekologické a cenově přijatelné energie je pravděpodobně jednou z největších vědecko-technických výzev současnosti. Někteří výzkumníci věří, že ideální řešení nabízí jaderná fúze, což je specifický typ jaderné reakce, při níž dochází ke slučování atomových jader lehčích prvků v jádra těžších prvků a zároveň k uvolnění velkého množství energie.
Ačkoliv teoretický princip fungování fúzního reaktoru je známý už od 50. let 20. století, dlouhou dobu byl nemalou částí odborníků považován za spíše utopickou technologii, která kvůli své náročnosti nikdy nebude zrealizována. Tento názor ale v poslední době postupně mizí, jelikož výzkumné týmy po celém světě dosahují důležitých milníků, jež by mohly vést ke vzniku prvních výkonných fúzních reaktorů, takzvaných tokamaků. Píše o tom web Popular Mechanics.
Vznikne nejvýkonnější magnet na světě
V uplynulých letech byly tokamaky vylepšeny natolik, že dokáží udržet plazma stabilní po stovky sekund až desítky minut, přičemž to zároveň dosahuje teplot v řádu desítek milionů stupňů Celsia a v krátkých experimentech dokonce až stovek milionů stupňů. Letos v lednu navíc došlo k zásadnímu milníku v čínském fúzním reaktoru EAST, který úspěšně překonal takzvaný Greenwaldův limit. Ten popisuje maximální hustotu plazmatu, při jejímž překročení mělo ztratit stabilitu a rozpadnout se. Jenže právě tomu se čínští výzkumníci s pomocí moderních technologií a řadou opatření dokázali vyhnout.
K velkému pokroku má navíc brzy dojít také v Evropě, a to konkrétně u mezinárodního projektu ITER ve Francii, na němž se podílí 35 zemí. Už letos se totiž očekává dokončení a dodání všech šesti modulů centrálního solenoidu, což bude nejvýkonnější magnet, jaký kdy lidstvo vytvořilo. Solenoid umístěný v samotném srdci tokamaku má sloužit k řízení elektrického proudu v plazmatu a je zásadní pro jeho zahřátí a stabilní udržení. Ona instalace proto představuje jeden z nejdůležitějších kroků na cestě k funkční fúzní elektrárně.
Zásadní pomoc s provozem tokamaků by měla zajistit i umělá inteligence. Ta má vědcům asistovat při vytváření specifických modelů, které dokážou dynamicky upravovat magnetická pole uvnitř plazmatu, doplňovat chybějící data o fúzi nebo identifikovat „bezpečné zóny“ v reaktoru, jež jsou chráněny před intenzivními teplotami.
Do fúze investují i technologičtí giganti
Další nemalé pokroky se odehrávají mimo samotné tokamaky, a to v laboratořích. Výzkumné instituce po celém světě totiž zintenzivnily své úsilí ve snaze najít vhodné materiály, které budou schopné zvládnout intenzivní teplo a rychlý tok neutronů, a to navíc dlouhodobě, ve velkém měřítku a ideálně s co možná nejnižšími náklady.
Třeba Massachusettský technologický institut (MIT) loni v červnu zřídil Laboratoř pro materiály v jaderných technologiích (LMNT). Jejím cílem je nalezení materiálových řešení, která budou zároveň dostatečně cenově dostupné, aby byly vhodné pro budoucí komerční fúzní reaktory. „Potřebujeme rychle vyvinout a otestovat materiály na podporu komercializace fúzní energie,“ řekl tehdy vedoucí LMNT Zachary Hartwig.
Možná tou vůbec nejdůležitější změnou je ale fakt, že v potenciál tokamaků začíná stále více věřit soukromý sektor. Podle dat Pensylvánské univerzity investovaly firmy do fúzního průmyslu v letech 2016 až 2020 pouze 1,5 miliardy dolarů, avšak mezi lety 2021 až 2025 už toto číslo vzrostlo téměř na šestinásobek, tedy v přepočtu na asi 185 miliard korun. Dle odborníků za tímto nárůstem stojí i snaha velkých korporací, jako je Google, Microsoft, Amazon či Meta, o nalezení zdroje energie pro datová centra, která jsou nezbytná pro provoz umělé inteligence.
Jinými slovy, lidí přesvědčených o tom, že vznik komerčního fúzního reaktoru už není pouhým vědeckým snem, ale realitou, k níž jednoho dne skutečně dojde, přibývá. Otázkou je, kdy přesně se tak stane.
