Energie z jádra - její konec nebo naopak svatý grál? 2. Díl
Jaderná energetika ale nabízí ještě jednu skvělou variantu - svatý grál energetiky - fúzní reaktory.
Fúzní elektrárna je dlouhodobé řešení pro klimatickou změnu, protože budeme mít velký a stálý zdroj energie, která nebude, kromě samotné realizace, produkovat žádné emise skleníkových plynů a zabere vzhledem ke svému výkonu relativně malou plochu. Bude proto efektivní, bezpečná a bezemisní. Zatím neexistuje zařízení, ve kterém by se mohla jaderná fúze přetvořit v energetický zdroj pro větší využití. I ty nejoptimističtější výhledy ukazují, že než se k tomuto cíli lidstvo přiblíží, potrvá to ještě desítky let.
Jaderná fúze
Češi jsou součástí vědeckého projektu ITER, který se pokouší vytvořit jadernou fúzi pomocí magnetů, tedy odlišným způsobem než Američané. Jedno takové zařízení, tokamak, na testování reakcí v extrémně horkém plazmatu se nachází v Praze v Ústavu fyziky plazmatu AV ČR.
Fúze je stejný proces, který pohání Slunce a hvězdy. Je šetrný k životnímu prostředí, bezpečný a schopný udržet planetu po tisíce let. Patentovaná fúzní technologie bude generovat a distribuovat cenově konkurenceschopnou energii z jaderné syntézy 24 hodin denně 7 dní v týdnu na vyžádání, aby uspokojila rostoucí globální potřebu a zajistila naši energetickou budoucnost.
Zatímco klasické jaderné reaktory fungují na principu štěpení jádra, u fúzních reaktorů je tomu naopak.
Při pokusu vědeckého ústavu Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) v USA se podařilo provést jadernou fúzi, při které vzniklo 3,15 megajoulu energie, na proces bylo přitom použito 2,05 megajoulu. Vzniklo tak přibližně o 50 procent více energie, než kolik bylo spotřebováno. Takového výsledku dosáhli vědci vůbec poprvé v historii, přitom se o to pokouší už 70 let.
Fúze
Co tedy vlastně je jaderná fúze?
Jaderná fúze je reakce probíhající ve hvězdách, například na Slunci. Atomová jádra lehčích prvků jako vodíku nebo helia se sloučí na jádra těžších prvků, čímž se uvolní velké množství energie. Uskutečnění této reakce v laboratorních podmínkách je však velmi složité, protože se musí dosáhnout extrémní hustoty a teploty - požadovaná teplota je například až desetkrát vyšší než ve středu Slunce. Existují dva základní způsoby, jak jaderné fúze uměle dosáhnout - buď pomocí udržení horkého plazmatu silným magnetickým polem, nebo pomocí laserů stlačujících palivo. Druhý jmenovaný způsob, takzvanou inerciální fúzi, využili vědci ve Spojených státech.
Jaderná fúze je zdroj energie pro budoucnost, který řeší víceméně všechny problémy současných energetických zdrojů. Jaderná fúze je dnes v podstatě jediný budoucí zdroj, který dokáže dlouhodobě produkovat obrovské množství energie nezávisle na počasí, je zcela bezpečný a víceméně neprodukuje dlouhodobý radioaktivní odpad. Zároveň k provozu budoucích elektráren nebude potřeba velké množství paliva. Palivem pro jadernou fúzi jsou izotopy vodíku, takzvané deuterium, které se dá snadno získat z vody, a tritium, které se v přírodě nevyskytuje, ale bude se vyrábět z lithia přímo v elektrárně. Pro reaktor s výkonem srovnatelným s jedním blokem Temelína potřebujete na rok provozu jen tolik paliva, co se vejde do jedné dodávky. Deuterium z vody a lithium vyprodukuje přes fúzní reakci tolik energie, co člověk potřebuje pro celý život.
Zařízení pro jadernou fúzi
Fúzní elektrárny budoucnosti se budou štěpným podobat, akorát jaderný reaktor nahradí fúzní. Budou mít zároveň několik výhod, jednou z hlavních je bezpečnost. Procesy ve fúzním reaktoru vyžadují podmínky na Zemi obtížně dosažitelné. Proto v případě krize stačí vypnout přívod paliva a fúze skončí. K nehodě jako v Černobylu dojít nemůže. Vznikne také daleko menší množství radioaktivity. Při vyřazení současných jaderných elektráren z provozu potrvá i několik milionů let, než přestane být radioaktivita z odpadu nebezpečná, a na uložení paliva musí vzniknout speciální hlubinná úložiště. Jediným odpadem, který ve fúzních elektrárnách vznikne, bude plyn helium, který je neškodný a může najít další průmyslové využití. Jediné, co bude radioaktivní, je obálka reaktoru. Při vhodné volbě materiálu ji bude stačit na 50 let uskladnit pod zem a pak se může znovu použít.
Mezi průkopníky ve věci fúzních reaktorů patří americká společnost TAE (včetně dceřiné společnosti TAE POWER SOLUTION), kanadská společnost GENERAL FUSION s působením v USA, Kanadě i UK a americká společnost ZAP ENERGY se sídlem v Seattlu.
