Najväčší fúzny magnet na svete úspešne absolvoval dôležitú skúšku a predstavuje ďalší významný krok smerom ku komerčnej jadrovej fúzii. Nový supravodivý magnet vyvinutý v Číne bude súčasťou projektu tzv. umelého slnka, ktorého cieľom je vytvoriť prakticky nevyčerpateľný zdroj čistej energie. Ak sa technológia osvedčí, môže v budúcnosti zásadne zmeniť spôsob výroby elektriny na celom svete.
Najväčší fúzny magnet je technologický gigant
Čínsky Inštitút fyziky plazmy (ASIPP), patriaci pod Čínsku akadémiu vied, úspešne dokončil testovanie najväčšieho supravodivého fúzneho magnetu na svete. Ide o komponent určený pre pripravovaný projekt CFETR (China Fusion Engineering Test Reactor), ktorý nadväzuje na experimentálny tokamak EAST.
Samotný magnet patrí medzi najväčšie zariadenia svojho druhu, aké boli doteraz vyrobené. Má rozmery približne 21 metrov na dĺžku, 12 metrov na šírku a jeho hmotnosť dosahuje neuveriteľných 582 ton. Svojimi parametrami prekonáva väčšinu doterajších magnetických systémov využívaných vo výskume jadrovej fúzie.
Prečo je tento magnet taký dôležitý?
Pri jadrovej fúzii sa musí plazma zahriať na teploty presahujúce 100 miliónov stupňov Celzia. Žiadny známy materiál by takúto teplotu nevydržal, preto sa plazma nesmie dotýkať stien reaktora.
Práve tu zohráva najväčší fúzny magnet kľúčovú úlohu. Vytvára mimoriadne silné magnetické pole, ktoré funguje ako neviditeľná klietka a udržiava plazmu bezpečne v strede tokamaku. Stabilita tohto poľa je jednou z najväčších technologických výziev celej jadrovej fúzie.
Nový magnet má približne 1,3-krát väčší objem a približne trojnásobnú akumulovanú magnetickú energiu v porovnaní s predchádzajúcimi generáciami podobných zariadení.
Čo je čínske umelé slnko?
Projekt EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak), prezývaný aj ako čínske umelé slnko, patrí medzi najpokročilejšie experimenty jadrovej fúzie na svete.
Jeho úlohou je napodobniť procesy, ktoré prebiehajú vo vnútri Slnka. Pri fúzii sa spájajú jadrá izotopov vodíka a vzniká obrovské množstvo energie bez spaľovania fosílnych palív.
Na rozdiel od klasických jadrových elektrární nevzniká pri fúzii dlhodobý vysoko rádioaktívny odpad a samotný proces neprodukuje emisie oxidu uhličitého. Práve preto je jadrová fúzia považovaná za jeden z najperspektívnejších zdrojov energie budúcnosti.
Magnet musí vydržať extrémne podmienky
Vyrobiť takýto magnet predstavovalo obrovskú technickú výzvu. Celý systém je navrhnutý na približne 60 rokov prevádzky, počas ktorých musí odolávať:
- intenzívnemu neutrónovému žiareniu,
- obrovskému mechanickému namáhaniu,
- teplotám blízkym absolútnej nule, pri ktorých pracujú supravodiče,
- elektrickým prúdom presahujúcim 100 000 ampérov.
Inžinierom sa zároveň podarilo minimalizovať elektrický odpor spojov prakticky na nulu, čo umožňuje prenášať extrémne vysoké prúdy bez výrazných energetických strát.
Projekt navyše vznikol takmer výlučne s využitím domácich čínskych technológií. Počas vývoja vzniklo 47 patentov a desiatky nových technických štandardov, ktoré budú využité aj pri budúcich fúznych reaktoroch.
Ako môže urýchliť výrobu čistej energie?
Vývoj jadrovej fúzie sa v posledných rokoch výrazne zrýchľuje. Čínsky tokamak EAST už dokázal udržať plazmu s teplotou viac ako 100 miliónov stupňov Celzia počas rekordných 1 066 sekúnd, čo predstavuje významný míľnik.
Najväčší fúzny magnet bude teraz využitý pri výstavbe pokročilejších testovacích zariadení. Čína plánuje dokončiť nový experimentálny reaktor približne do roku 2027 a prvé demonštračné elektrárne využívajúce jadrovú fúziu by sa mohli objaviť začiatkom 30. rokov tohto storočia.
Ak sa podarí technológiu komercializovať, jadrová fúzia by mohla ponúknuť prakticky neobmedzený zdroj elektriny s minimálnym dopadom na životné prostredie.
Preteky o jadrovú fúziu pokračujú
Čína pritom nie je jedinou krajinou, ktorá investuje miliardy do vývoja tejto technológie. Významné projekty prebiehajú aj v Európe, Spojených štátoch, Japonsku či Južnej Kórei. Najväčším medzinárodným projektom zostáva ITER vo Francúzsku, na ktorom spolupracuje viac než 30 krajín.
Úspešné otestovanie najväčšieho fúzneho magnetu však ukazuje, že Čína patrí medzi svetových lídrov vo výskume jadrovej syntézy. Ak budú ďalšie testy úspešné, cesta ku komerčným fúznym elektrárňam môže byť kratšia, než sa ešte pred niekoľkými rokmi predpokladalo.
Zdroj: jagranjosh | topdesat
