Schéma projektu. Kredit: General Atomics.

Fúzní energetika je stále spíše snem než skutečností. Ale pracuje se na tom. Tým General Atomics DIII-D National Fusion Facility, což je největší zařízení pro výzkum fúze ve Spojených státech, vytvořil koncept malého kompaktního tokamaku, který by se mohl stát základem praktické fúzní elektrárny. Klíčem k úspěchu je v případě tohoto tokamaku stlačené plazma.

Logo. Kredit: General Atomics

Tokamak Compact Advanced Tokamak (CAT) se stlačeným plazmatem týmu DIII-D má průměr 8 metrů a mohl by dodávat 200 MW „čisté“ energie, tedy po odečtení energie nezbytné pro spouštění a udržování fúze. Pokud by byl tento projekt dotažený k realizaci, tak by to nejspíš byla první fúzní elektrárna schopná produkovat více energie, než sama spotřebuje. Momentálně nejlepší fúzní reaktor vyrobí 67 procent energie oproti té, kterou sám spotřebuje.

Tokamak v zařízení DIII-D. Kredit: Rswilcox / Wikimedia Commons. CC BY-SA 4.0

Tvůrci tokamaku CAT využili speciální modelování fúzní fyziky, které umožňuje napodobit různé parametry, s nimiž by se mohl takový fúzní reaktor setkat.

Superpočítač Cori. Kredit: Lawrence Berkeley National Laboratory.

Z jejich modelů vyplynulo, že naprosto zásadní je stlačování plazmatu. Zvyšuje výkon fúze a zároveň snižuje energetickou náročnost celého systému, což vede ke zvýšení množství vyráběné energie, takže CAT dodává více energie, než sám spotřebuje.

Jsou to samozřejmě jen modely. Nicméně, podle autorů studie jejich výsledky podporují životaschopnost kompaktních tokamaků a ukazují, že by takové tokamaky mohly být zajímavým řešením pro energetiku. Na výzkumu se zásadním způsobem podílel superpočítač Cori, na němž modelovali odborníci amerických laboratoří Oak Ridge National Laboratory. Modelování s komplexní fyzikou týmu DIII-D velmi usnadnilo práci.

Badatelé jedním dechem zdůrazňují, že jejich studie je velice abstraktní. Jejich cílem bylo podpořit další výzkum fúze se stlačeným plazmatem. Jestli se tento směr fúzní energetiky prosadí, tak ještě nejspíš uběhne mnoho let, než se objeví takový tokamak, o fúzní elektrárně ani nemluvě. Na druhou stranu to ovšem znamená, že máme čas intenzivně zkoumat a vyvíjet, stejně jako získávat pozornost veřejnosti a shánět nezbytné finance.

Literatura

Popular Mechanics 5. 4. 2021.