Britský fúzní reaktor JET. Kredit: Eurofusion.

Fúzní energetika se už dávno stala svatým grálem. Všichni po ní touží – a stále je nesmírně daleko. Tak daleko, že se to stává terčem vtipů. Na jednu stranu ale není divu. Zkrocení procesů, které zuří v nitru hvězd, na malé kamenné planetě, to není jenom tak. Vědci se musejí vypořádat s celou řadou záludných problémů.

Linnea Hesslow (vpravo) a Ola Embréus (vlevo). Kredit: Mia Halleröd Palmgren / Chalmers.

Jednu ze zásadních překážek velkorysého využívání fúzní energie představují splašené elektrony. Anglicky se jim říká „runaway electrons“, v odborné češtině poněkud natvrdle „ubíhající elektrony“. Ve fúzních reaktorech nebo spíše zatím v jejich předchůdcích panují pekelné podmínky mnoha milionů stupňů Celsia, a také vysokých tlaků. Jako by to nestačilo, v tokamacích vznikají nechtěná elektrická pole o vysokých energiích, která mohou ohrozit celý proces fúze. Objevují se tam elektrony s extrémně vysokou energií, které by mohly být urychleny na tak veliké rychlosti, že by eventuálně mohly zničit stěnu reaktoru.

Vnitřek fúzního reaktor JET po experimentech se splašnými elektrony. Kredit: Eurofusion.

Doktorandi Linnea Hesslow a Ola Embréus z Chalmersovy techniky ve švédském Göteborgu úspěšně pracují na tom, aby splašené elektrony zkrotili. Nedávno se jim to povedlo, když do tokamaku vstříkli těžké ionty neonu nebo argonu – ve formě plynu nebo pelet. S dalšími kolegy o tom publikovali studii v časopise Physical Review Letters. Když se extrémně energetické elektrony srazí s jádry zmíněných iontů, které mají vysoký elektrický náboj, tak to elektrony zpomalí. Velké množství takových srážek omezí rychlost celého hejna splašených elektronů a fúzní proces může pokračovat.

Chalmers University of Technology.

Jak říká Linnea Hesslow, když se povedlo účinně omezit rychlost splašených elektronů ve fúzi, tak jsme se dostali zase o krok blíže k funkčnímu fúznímu reaktoru, který by měl na dlouhou dobu vyřešit naše problémy s energií. Výzkum jejich týmu vzbudil velkou pozornost. Tyto znalosti jsou totiž klíčové pro plánování a přípravu budoucí experimentů s jadernou fúzí ve velkém měřítku a zároveň směřují k řešení dalších závažných problémů ve fúzním procesu.

Výzkum fúze udělal za padesát let, co se na něm pracuje, veliký pokrok. Potíž je v tom, že komerčně použitelný fúzní reaktor je stále padesát let daleko. V jižní Francii sice vyrůstá velký tokamak ITER, který všichni sledují se zatajeným dechem, jeho stavbu ale provázejí veliké těžkosti, technického i finančního rázu. Podle Hesslowové mnoho lidí stále věří, že ITER jednou pojede. Ale prý se ukazuje, že spustit smysluplnou jadernou fúzi je těžší, nežli cestovat na Mars. Přece jenom jde o sklízení energie hvězd. Bylo by v zájmu nás všech, kdyby se to fyzikům nakonec povedlo, ať už s tokamakem nebo s jinou technologií fúzního reaktoru.

Video:  ITER drone campaign April 2017

Literatura
Chalmers University of Technology 21. 6. 2017. Physical Review Letters 118, 255001.