Energeticky pozitívna laserová fúzia smeruje ku komercializácii
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 25. 6. 2024
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
S prísľubom neobmedzenej energie získala spoločnosť Xcimer od investorov a Ministerstva energetiky USA viac ako 100 miliónov dolárov na vývoj vysokoenergetického laserového systému, ktorý je určený na použitie v praktickej fúznej elektrárni.
Viac ako 75 rokov vedci a inžinieri sledujú sen o využití energie jadrovej syntézy ako praktického zdroja energie. Aj keď sa dosiahli pozoruhodné úspechy, cieľ zostal v nedohľadne. Avšak perspektíva poskytnúť ľudstvu všetku čistú energiu, ktorú by mohlo potrebovať alebo chcieť, je príliš veľká cena, ktorú sa oplatí dosiahnuť.
Primárnym uchádzačom o fúznu energiu je takzvaný tokamak, ktorý využíva magnetické pole v tvare šišky na stláčanie a zahrievanie vodíkovej plazmy na obrovské tlaky a teploty, ktoré sú mnohokrát vyššie ako v srdci Slnka. Tie dosiahli fúziu, ktorá je pomerne jednoduchá. Dá sa to urobiť aj akoukoľvek vodíkovou bombou alebo na laboratórnom stole. Ťažké je však dosiahnuť jadrovú fúziu a zároveň získať viac energie, ako ste vložili, čo sa nazýva fúzne zapálenie.
Prvýkrát sa to podarilo v decembri 2022 Národnému laboratóriu Lawrenca Livermora (LLNL) v Národnom zážihovom stredisku (NIF), ktoré použilo alternatívu k tokamaku nazývanú ako laserom riadená inerciálna fúzia. To zahŕňa zameranie masívnej banky laserov na malú zmrazenú peletu deutéria a trícia. Náhly zážih z týchto kombinovaných lúčov spôsobí, že peleta imploduje a spustí fúznu reakciu, ktorá produkuje viac energie, ako bolo potrebné na jej vytvorenie. K dnešnému dňu môže NIF vytvoriť 2,5-krát viac fúznej energie ako laserová energia dodaná na zapálenie paliva.
Spočiatku to vyzerá ako veľký prielom a v mnohých ohľadoch aj je. Bohužiaľ, inštalácia LLNL je určená predovšetkým na čistý výskum. Jedinou praktickou aplikáciou je vykonávanie fúznych experimentov na zaistenie bezpečnosti a spoľahlivosti amerických jadrových hlavíc. Nie je to teda navrhnuté ako spôsob, ako dosiahnuť praktickú fúznu elektráreň.
To je miesto, kde prichádza na rad spoločnosť Xcimer Energy. Od roku 2022 spoločnosť so sídlom v americkom Denveri pracuje na premene konceptu laserovej fúzie na praktický zdroj energie. Cieľom je vytvoriť novú inštaláciu kryptón-fluoridového lasera, ktorá generuje 10-krát vyššiu laserovú energiu pri 10-krát vyššej účinnosti a viac ako 30-krát nižších nákladoch na joule ako NIF.
Pomocou technológie, ktorá bola prvýkrát vyvinutá pre Americkú strategickú obrannú iniciatívu (prezývanú ako program Star Wars) v 80. rokoch, bude inštalácia Xcimer využívať laserový systém produkujúci viac ako 10 megajoulov energie. Toto sa zameria na väčšie pelety deutéria / trícia, ktoré sa ľahšie vyrábajú a manipulujú a pri zapálení produkujú viac energie.
Produkcia energie je zbytočná, ak nie je využívaná, takže cez fúznu komoru prúdia roztavené lítiové soli, nielen na ochranu steny pred neutrónmi, čo znižuje údržbu, ale aj na absorbovanie energie a jej prenášanie na výrobu energie.
Myšlienkou je, že lasery budú stáť vo vzdialenosti 50 metrov a sústredia svoje lúče cez dva malé otvory, aby dosiahli cieľovú peletu. Systém je navrhnutý tak, aby zapálil len malé množstvo paliva, ktoré produkuje energiu potrebnú na zapálenie zvyšku ako zápalka priložená k papieru. Je to efektívnejšie a hospodárnejšie.
„Prínosy fúzie pre ľudstvo neboli nikdy jasnejšie alebo potrebnejšie,“ povedal Mark Cupta, člen predstavenstva Xcimer. „Spoločnosť Xcimer vyvinula prístup k inerciálnej fúzii, ktorý mení hru, a zostavila tím najbystrejších myslí v tomto odvetví, aby na tom mohli pracovať. Som presvedčený, že keď nás Xcimer povedie na tejto ceste, svet uvidí tento transformačný zdroj energie konečne nasadený v komerčnom meradle.“
