Čína chce mít vlastní umělé Slunce. Tokamak by měl být dokončen do konce roku

Čína intenzivně pracuje na vývoji zařízení, které bude dodávat světu zcela čistou energii. Chce při tom využít proces, jímž vzniká energie v jádru hvězd. Podle nových informací by měl být tokamak dokončen už do konce roku 2019.

Na konci loňského roku informovali čínští fyzici svět o tom, že v tokamaku EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak) dosáhli jako první teploty 100 milionů stupňů Celsia a udrželi ji po dobu rekordních 10 sekund – jde o šestinásobek teploty Slunce. Projekt díky těmto parametrům i jeho principu bývá přezdíván „Umělé Slunce.“

Nyní Čína oznámila, že by chtěla toto zařízení dokončit ještě letos – a tím chce dosáhnout dalšího ambiciózního cíle: umožnit používání jaderné fúze komerčním způsobem kolem poloviny století.

Sen o energii zdarma

Energii z hmoty lze získávat dvěma způsoby. Prvním je štěpení těžkých atomů, které však produkuje radioaktivní odpad a je ohroženo nedostatkem paliva. Druhý způsob je založen na slučování lehkých jader s minimální produkcí odpadu. Jde o reakci, která se vyskytuje ve vesmíru, například ve hvězdách. Nevzniká při ní žádný radioaktivní odpad ani oxid uhličitý – pokud by se lidstvu podařilo tuto technologii ovládnout, vyřešilo by to většinu problémů, od klimatické změny přes nedostatek ropy až po znečištění ovzduší.

Termojaderná fúzní reakce v tokamacích sice už byla předvedena, například na tokamaku JET v Anglii. Problém v jejím využití pro energetiku ale spočívá v tom, že v současných tokamacích je třeba dodat do zařízení více energie, než kolik je vyprodukováno. Tento poměr by se měl zlepšovat s rostoucími rozměry zařízení, kdy ovšem zase narůstají mnohé jiné technologické problémy.

EAST, ITER, COMPASS

Čína spustila tokamak EAST v roce 2006. Stroj ve tvaru veliké koblihy vyrobili v čínském institutu CASHIPS. Funguje jako experimentální zařízení, na kterém si vědci mohou zkoušet různé teoretické a praktické věci. Na výzkumech se podílí jak čínští, tak zahraniční vědci. Jeho cílem je praktická fúze použitelná pro zisk energie.

Vlastní tokamak výjimečných parametrů má mít také Praha. Jedná se o zařízení jménem COMPASS-U s rozpočtem 797 milionů korun; peníze na zařízení půjdou z evropského Operačního programu Výzkum, vývoj a vzdělání.

Nyní má Ústav fyziky plazmatu tokamak z roku 2001, který váží 25 tun. Nový bude dvakrát větší, ale jeho hmotnost dosáhne až 250 tun. Díky schopnosti generovat magnetické pole přibližně dvakrát vyšší než ostatní současná zařízení ve světě bude dosahovat unikátních parametrů.

„Magnetické pole v zařízení typu tokamak slouží k udržení či levitaci horkého plazmatu, které má teplotu desítek až stovek milionů stupňů, a k jeho izolaci od okolního materiálu,“ vysvětluje ředitel ústavu Radomír Pánek. Podle ředitele přispěje tokamak COMPASS-U „k vyřešení klíčových výzev v konstrukci fúzního reaktoru“, na kterém se podílejí vědci z celého světa.

Vůbec největším projektem v oboru fúze je Mezinárodní termonukleární experimentální reaktor (ITER), který vzniká ve Francii.

ITER má zpoždění a prodražuje se

Jde o vůbec nejdražší vědecké zařízení na planetě Zemi. Je složený z deseti milionů částí a celkem je třikrát těžší než Eiffelova věž.

Obří termonukleární reaktor se staví ve francouzském městě Cadarache. Myšlenka vytvořit obří tokamak se zrodila už před dvaceti lety, ale na první fúzi si bude muset lidstvo ještě nějakou dobu počkat. Výstavba tohoto zařízení se dlouhodobě komplikuje, roku 2017 dostal projekt další ránu, když rozpočtové škrty v USA snížily americké investice do něj.

Místo plánovaných 105 milionů dolarů (2,3 miliardy Kč) Spojené státy na projekt od roku 2017 vyčlenily pouze 50 milionů a příspěvek na příští rok snížily ze 120 na 63 milionů USD. Uvedl to generální ředitel ITER Bernard Bigot.

Spojené státy už do projektu vložily zhruba jednu miliardu dolarů a do roku 2025, kdy by měl projekt dospět k prvním provozním testům, měly podle plánu přidat dalších 1,5 miliardy USD.