Termonukleární fúze ve hvězdách, včetně našeho Slunce, zásobuje vesmír energií. Pokud bychom ji dokázali napodobit, získali bychom jedinečný energetický zdroj – ekologický, bez radioaktivního odpadu a bez ruského vlivu. Hotový Svatý grál.

Dosud se však nepodařilo zkonstruovat zařízení, které by vyrobilo víc energie, než kolik jí pro fúzi spotřebuje, a mohlo ji tak dodávat spotřebitelům.

Tři nové studie však naznačují, že vědecký tým v kalifornském Livermore loni osmého srpna dokázal zažehnout termojadernou fúzi, tedy proces s „hořícím plazmatem“, kdy fúzní reakce udržuje sama sebe vytvořeným žárem. Podílelo se na nich víc než tisíc vědců. Jedna vyšla v odborném magazínu Physical Review Letters a dvě ve Physical Review E (tady a zde). 

Když plazma hoří…

Ve výzkumném zařízení americké Národní laboratoře Lawrence Livermorea střílí výkonnými lasery do vodíkového paliva. Cílem je zažehnout fúzi a dosáhnout stavu kdy energie uvolněná fúzní reakcí převýší energii laserů, které tuto fúzní reakci zažehávají.

On the one-year anniversary of achieving a yield of more than 1.3 megajoules at LLNL’s @lasers_llnl, the scientific results of this record experiment have been published in three @APSphysics peer-reviewed papers. Learn more ✍️: https://t.co/YcpJNgngu7 @NNSANews @ENERGY

— Lawrence Livermore National Laboratory (@Livermore_Lab) August 10, 2022

V experimentu vedeném loni v srpnu jaderní vědci zamířili dvě stovky laserových paprsků na jediné místo, aby na zlomek sekundy vytvořili megavýbuch energie. Získali z něj energii 1,35 megajoulu. Lasery, které použili ke stlačení a zahřátí atomů vodíku, do reakce dodaly 1,9 megajoulů.

Návratnosti tedy výzkumníci nedosáhli. K tomu nestačí zažehnout fúzní reakci, ale také ji dlouhodobě udržet a vytěžit z ní větší množství energie než je to, které je do zařízení dodáno.

Fyzici nicméně dokázali získat víc energie než při jakémkoli jiném experimentu v laboratoři Lawrence Livermorea. Výtěžnost energie v tomto experimentu byla sedmdesátiprocentní, osmkrát přesáhla do té doby nejlepší výkon.

Vědci byli přesvědčeni, že vytvořili proces s „hořícím plazmatem“. A tento jejich předpoklad nyní ve zmíněné studii také potvrdila analýza dat.

A jak jsme to vlastně dokázali?

Od té doby vědci provedli čtyři další experimenty, ve kterých se pokoušeli dosáhnout ještě lepšího výsledku. Nejenže se jim to nepodařilo, ale nebyli schopni zopakovat ani výkon z loňského srpna. Vědecký tým nyní analyzuje, jak má postupovat, aby dosáhl alespoň dosud rekordní účinnosti.

Fyzici si nejsou jisti, jak experiment znovu vytvořit. „Zážeh fúze je vysoce citlivý na titěrné změny, které jsou sotva postřehnutelné, jako jsou rozdíly v intenzitě laserů,“ vysvětluje problémy v magazínu New Scientist jaderná fyzička Annie Kritcherová z laboratoře Lawrence Livermorea. 

Jednou se snad vědci Livermoru dostanou dál.