Článek k tématu

Fúzní energie - Ve fúzním reaktoru dosaženo 100 milionů stupňů Celsia

Fúzní energie je stále předmětem vývoje. Společnost Helion Energy se sídlem ve městě Everett ve Washingtonu se stala první soukromou společností, která překročila 100 milionů stupňů Celsia ve svém šestém prototypu fúzního generátoru Trenta. Její prototyp nedávno dokončil 16měsíční testovací kampaň a dokončil téměř 10 000 vysoce výkonných pulzů.

Trochu teorie

Fúzní energie představuje pro lidstvo další generaci reaktorů pro výrobu elektrické energie. Jaderná či nukleární fúze je typ jaderné reakce, při které dochází ke slučování atomových jader lehčích prvků v jádra těžších prvků a zároveň k uvolnění energie. Termojaderná fúze probíhající za vysokých teplot je zdrojem energie většiny hvězd včetně Slunce. Jaderná fúze je v principu opakem štěpení jader těžkých prvků.

Proti slučování jader působí odpudivá elektrická interakce (obě jádra jsou kladně nabitá). Dostanou-li se však lehká jádra dostatečně blízko k sobě, aby překonala Coulombovu bariéru, převládne nad elektrickou silou přitažlivá jaderná síla a obě jádra se sloučí. Rozdíl mezi klidovými hmotnostmi jader před a po sloučení se uvolní ve formě energie.

K praktickému využití na Zemi přicházejí v úvahu dva způsoby, tj. slučování deuteria na helium nebo tritium a slučování tritia a deuteria na helium.

Fúzní energie, aneb pulsní reaktor v praxi

Dosažení teploty 100 milionů stupňů celsia je zásadním mezníkem v oblasti strojírenství. Tato teplota se považuje za ideální teplotu paliva, při které by musela fungovat komerční elektrárna.

16měsíční testovací kampaň posunula výkon fúzního paliva na nebývalou úroveň a provedla testování životnosti a spolehlivosti klíčových komponentů fúzního systému.

Dosažení těchto teplot a potvrzení spolehlivosti systému jsou „zásadními milníky“, které potvrzují plány na vývoj nákladově efektivní elektrické elektrárny s nulovou produkcí uhlíku. Tedy elektrárnu využívající pulzní, nehořlavé a fúzní zařízení.

„Tyto úspěchy představují průlomové objevy, které mají zásadní vliv na vývoj technologie k pokrytí rostoucí potřeby elektřiny. Zároveň pomohou dramaticky snížit produkci COx a dopad na celosvětové klima.

Jak to funguje

Plazmový urychlovač zvyšuje teplotu fúzního paliva na 100 milionů stupňů Celsia a přímo extrahuje elektrickou energii pomocí vysoce účinného pulzního přístupu.

Palivo deuterium a helium-3 se ohřeje tak, aby se stalo plazmatem. Magnety udržují plazma v konfiguraci vyhrazené pro pole.

Magnety vytvoří pohyb plazmatického pole na rychlost 1,6 milionu km/hod. Pohyb plazmatu probíhá z opačných konců plazmového urychlovače, přičemž uprostřed dojde k řízené srážce.

Když se obě plasmatická pole srazí, jsou dále stlačována silným magnetickým polem, dokud nedosáhnou teploty 100 milionů stupňů Celsia.

Při této teplotě se ionty deuteria a helia-3 pohybují dostatečně rychle, aby překonaly coulombovy síly, které by je jinak držely od sebe a spojily se. Tím se uvolní více energie, než kolik spotřebuje proces jaderné fúze a plazma se začne rozpínat.

Jak se plazma rozpíná, tlačí zpět na magnetické pole. Podle Faradayova zákona změna v poli indukuje proud, který je vyveden v podobě elektrické. Tím vznikne čistá fúzní elektrická energie jak ji známe a používáme.

Přístup Helion Energy

Přístup společnosti Helion Energy k fúzní energii se od ostatních liší třemi hlavními způsoby .

Zaprvé, využívá pulzní systém, který pomáhá překonávat nejnáročnější fyzikální problémy. Udržuje jeho fúzní zařízení menší než jiné a umožňuje mu přizpůsobovat výkon na základě potřeby. Průměr pulzního reaktoru je 15,5 cm a délka 102 cm.

Zadruhé, systém je postaven tak, aby přímo extrahoval elektrickou elektrickou energii uvolněné z jaderné fúze.

Zatřetí, jako palivo se používá deuterium a helium-3. To pomáhá udržovat celý systém malý a efektivní.

Originál článku viz https://www.world-nuclear-news.org/Articles/Helion-announces-fusion-milestones

Podrobnější informace o technologii pulzního reaktoru včetně animací viz https://www.helionenergy.com/our-technology/