Typický vzhled tokamaku EAST. Kredit: IPP.

Příznivci fúze slaví nový rekord, kterého dosáhl čínský tokamak EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak). Udržel plazma o teplotě 70 milionů °C po dobu 1 056 sekund, čili 17,6 minut. Žhavé plazma je zásadní pro řadu fúzních projektů, které se snaží napodobit motor, pohánějící naši hvězdu. Podobný reaktor, jaký ohřívá celou Sluneční soustavu, by jednou mohl zásobovat lidstvo bezpečnou a čistou energií.

Čínští operátoři tokamaku se zřejmě nezbytnými rudými hvězdami. Kredit: Chinese Academy of Science.

Horko lze vnímat jako energetické vibrace atomů. Při extrémních teplotách jsou extrémní i tyto vibrace. Atomy se třesou jako šílené a srážejí se s takovou energií, že může dojít k fúzi jejich jader, čímž vznikne jiný atom. Pokud se toho účastní lehké atomy ze začátku periodické soustavy prvků, tak jako to dělá Slunce, například fúzí atomů vodíku na helium, vznikne atom, který je lehčí než původní atomy dohromady. Rozdíl ve hmotnosti se vyzáří v podobě energie.

V nitru Slunce panuje teplota kolem 27 milionů °C. Každou sekundu tam dochází k fúzi zhruba 620 milionů tun vodíku na cca 616 milionů tun helia. Zbývající 4 miliony tun hmoty se vyzáří jako energie. Jsou to úctyhodná čísla, která ale blednou vzhledem k velikosti Slunce. Ve skutečnosti je to jako kapička v moři a Slunce má ještě zásobu vodíku na téměř nepředstavitelné množství sekund fúze.

Plazma v tokamaku EAST. Kredit: Gao et al. (2017), Nuclear Fusion / Wikimedia Commons.

Malá část vyzářené energie přiletí k Zemi v podobě celého spektra elektromagnetického záření. Bez tohoto monumentálního zdroje energie by život, jak jej známe, pochopitelně nebyl možný. Tokamaky se snaží sluneční reaktor napodobit a my doufáme, že se tímto způsobem vyrobíme nějakou tu energii navíc.

Tokamak ITER ve Francii, pokud bude někdy dokončen, by měl dosáhnout teploty 150 milionů °C. Čínský EAST, který funguje jako podpora projektu ITER, už tuhle teplotu vlastně překročil a dosáhl 160 milionů °C, byť jen na 20 sekund. Loni (2021) si EAST připsal další rekord, když udržel plazma o teplotě 120 milionů °C po dobu 101 sekund.

Nešlo samozřejmě o výrobu fúzní energie a ještě dlouho nepůjde. Stále to jsou jen takové fúzní hrátky a vývoj technologií pro dlouhodobé udržení plazmatu. Nejnovější experiment na EASTu testoval jeho schopnost vydržet extrémní teploty plazmatu delší dobu, v tomto případě 70 milionů °C, přes 17 minut. Doposud žádné zařízení nezvládlo plazma o tak vysoké teplotě po dobu delší než 1000 sekund. Je to významný milník.

Literatura

New Atlas 4. 1. 2022.

Poznámka redakce: Doporučené video