Zvětšit obrázek

V útrobách Národního zážehové zařízení. Kredit: Damien Jemison/LLNL.

Zvětšit obrázek

Národní zážehové zařízení zvnějšku. Kredit: Lawrence Livermore National Security.

V kalifornském Lawrence sídlí jeden ze zázraků moderního světa, gigantické Národní zážehové zařízení (NIF, čili National Ignition Facility). Funguje tu v rámci Lawrence Livermore National Laboratory, založené po druhé světové válce Kalifornskou univerzitou a jeho hlavním úkolem je zkoumat cesty k průmyslové jaderné fúzi s technologií inerciálního udržení (Inertial confinement fusion), při němž je palivo ze směsi izotopů vodíku deuteria a tritia zažehnuto tak rychle, že se nestačí rozletět ke všem čertům. Jinými slovy, v NIF jsou mocné lasery, které střílejí do terčíku s palivem ohromující laserové zášlehy, aby ho nesmírně stlačili a rozpálili. Není to snadné, ale v posledních dnech se jim konečně daří lámat jeden rekord za druhým.

Třetího července (2012) v NIF vystřelili nejenergetičtější laserový zášleh všech dob, jehož celková energie přesáhla 1,89 megajoulu (MJ), při výkonu až 423 terawattů (TW). Za dva dny, tedy 5. července se v dosaženém výkonu ještě překonali a laserový systém NIF zahrnující celkem 192 laserových paprsků dokázal zašlehnout s energií 1,85 MJ a s výkonem přesahujícím 500 TW, což je historický rekord planety. V tomto rekordním testu zabušilo všech 192 laserů v úžasné souhře výsledným ultrafialovým paprskem do terčíku o průměru 2 milimetry. Nešlo přitom jenom o rekordní výkon, byl to zároveň i nejpreciznější vysokoenergetický laserový výstřel historie. Ve skutečnosti šlo o již třetí laserový zášleh, kterým v NIF překonali magickou hranici 1,8 MJ. Prvním byl zášleh 15. března tohoto roku, který ji překonal vůbec poprvé, s energií paprsku na terčíku 1,875 MJ a výkonem 411 TW.

Zvětšit obrázek

Terčík laserových zášlehů v NIF se směsí deuteria a tritia. Kredit: Lawrence Livermore National Laboratory.

Zvětšit obrázek

Operátoři laserového zášlehu 15. března. Kredit: Damien Jemison/NIF.

Ředitel NIF Edward Moses se raduje, že se teď NIF konečně stává tím, čím byl v představách svých zakladatelů před desítkami let. Je plně provozuschopný a může plnit úkoly národní bezpečnosti ohledně testování zbraní, základního výzkumu i svého osudového poslání, čili hledání zázračného zdroje (relativně) čisté energie. Není to přitom jenom povinná úlitba šéfa instituce nenasytným médiím, souhlasně přikyvuje i odborná veřejnost. Richard Petrasso z MIT vítá výjimečný úspěch NIF a vytvoření podmínek, které ve vesmíru jinak existují v pekelném nitru hvězd. Raymond Jeanloz z Kalifornské univerzity v Berkeley zase oslavuje fantastické možnosti studovat chování materiálů v extrémních podmínkách. NIF je také podle všeho jediné zařízení, které dovede reálně napodobit jevy, odehrávající se v srdci exploze jaderné zbraně. Toho si pochopitelně cení vojáci a možná i protijaderní aktivisté, protože NIF tím pádem může poměrně elegantně nahradit jaderné testy.

V době před stavbou NIF panovaly mezi vědci obavy, že tehdy dostupná optika extrémní laserové zášlehy nevydrží. Badatelé z Lawrence Livermore National Laboratory ale intenzivně spolupracovali s výrobci používaných zařízení a povedlo se jim vylepšit výrobní postupy a s nimi i problematickou optiku. Místní vědci také vyvinuli procedury, s nimiž mohou přímo ve svých laboratořích odstraňovat občasná drobná poškození přístrojů, k nimž při intenzivní laserové palbě dochází.

Zvětšit obrázek

NIF. Cílová fúzní komora vpravo. Kredit: Lawrence Livermore National Laboratory.

Zvětšit obrázek

Centrum ELI Beamlines, plánováno v Dolních Břežanech. Kredit: ELI, FZÚ AV ČR.

Čerstvé úspěchy NIF velmi pozorně sledují i lidé kolem dalších obřích laserových zařízení, která teď vyrůstají po světě anebo se právě intenzivně připravují. Snový projekt ELI (Extreme Light Infrastructure), vysokoenergetické zařízení s vysokou opakovací frekvencí výstřelů, na němž se zásadním způsobem podílí Česká republika, sice jako evropské zařízení základního výzkumu není na výsledcích NIF anebo podobného francouzského zařízení Laser Mégajoule (LMJ) životně závislý, ale i tak budou nepochybně lidé kolem něj a mnozí další napjatě sledovat, co se v Národním zážehovém zařízení povede příště. Ostatně, fungující jaderná fúze, která by vyrobila víc energie, než kolik se musí vložit do jejího spuštění, by jistě nebyla k zahození.

Prameny:

Lawrence Livermore National Laboratory News 12.7. 2012, Wikipedia (National Ignition Facility, Inertial confinement fusion).