Fúzní reaktor poháněný laserem: nevyčerpatelný zdroj energie

Počátkem března se v Praze v rámci projektu HiPER-PP konala mezinárodní konference za účasti našich vědců z Fyzikálního ústavu AV ČR. Cílem bylo prezentovat pokrok ve vývoji technologie energetických laserů o vysokém výkonu, a při této příležitosti se rovněž dostalo skvělého ocenění naší vědě. „Česká republika se v oblasti laserové fyziky a fyziky plazmatu dostala v posledním období na přední příčky světového vědeckého žebříčku“, uvedl prof. Mike Dunne, koordinátor projektu HiPER. „Češi jsou momentálně ve skvělé pozici, aby zužitkovali výhody tohoto náskoku ve vědě a dokázali jej využít pro rozvoj průmyslu“, dodal prof. Dunne. Prostřednictvím Fyzikálního ústavu AV ČR jsme aktivně zapojeni do dvou projektů energetických laserů: ELI a HiPER. Projekty jsou spolufinancovány Evropskou unií i Ministerstvem školství, mládeže a tělovýchovy České republiky. ELI (Extreme Light Infrastructure) je mezinárodní projekt, na kterém se podílí 13 zemí EU; snahou je vyvinout první víceúčelový laserový systém pro výzkum v oblasti materiálu. Česká republika získala oficiální mandát k realizaci ELI na svém území. Cílem projektu HiPER (High Power laser Energy Research facility) je získat prostřednictvím laserem řízeného fúzního reaktoru čistou energii, která by mohla být následně přeměněna na energii elektrickou. Jde o dlouhodobější záměr, k jehož výsledné realizaci povede další výzkum. Součastně bude HiPER sloužit jako mnohoúčelová platforma pro základní výzkum. Koordinátorem projektu je Velká Británie, která je také hlavním uchazečem o možnost stát se hostitelskou zemí tohoto zařízení. V rámci projektů HiPER a ELI se vyvíjejí technologie laserů o vysokém výkonu s vysokou opakovací frekvencí. Výsledky výzkumu a vědecké objevy povedou k získání jedinečného know-how a vytvoří unikátní příležitosti pro průmysl, vědu i akademickou obec. „Plnohodnotnou účast Fyzikálního ústavu a partnerů z řad českých vědeckých institucí umožnila také významná finanční spoluúčast České republiky na projektu HiPER-PP“, říká ředitel FZÚ AV doc. Jan Řídký. Česká republika se podílí na financování téměř pětiny celkových nákladů tříletého projektu. Na řešení dílčích vědeckých zadání se pod vedením FZÚ podílí také například FJFI ČVUT nebo ÚPT AVČR. Podmínky grantu podporují i zapojení soukromého sektoru: díky tomu dochází k přenosu unikátního know how, které se stává dostupným i pro české firmy. Co je fúze a proč ji využívat? Fúze je slučování lehkých atomových jader. Výsledkem fúzní reakce je uvolnění ohromného množství energie, která může být zachycena a využita například k pohánění elektrárny o výkonu v řádu gigawattů. Co fúze nabízí Především je to dostatek paliva, které dokáže uspokojit dlouhodobou spotřebu lidstva. Dalším faktorem je energetická bezpečnost. Čistá energie neprodukuje skleníkové plyny ani dlouhodobou radioaktivitu. Provoz je bezpečný; nedochází k ukládání energie, či k jiným dalším katastrofickým selháním. Výhody využívání fúzní energie vystupují do popředí zvláště v současné obě, kdy lidstvo čelí mnoha zásadním výzvám - od změn klimatu, znečištění, problematiky zajištění energetické bezpečnosti až po stále narůstající poptávku po spotřebě. Fúzní energie tak nepředstavuje krátkodobou nápravu, ale dlouhodobě udržitelné řešení, k jehož konečné podobě a maximálnímu potenciálu povede soustředěné úsilí v dalším vývoji a zkoumání mnoha dalších možností. HiPER – nová řešení, nové možnosti Projekt HiPER nabízí doplňkové řešení pro projekt fúzního reaktoru ITER, který využívá silná magnetická pole k ovládnutí fúzní reakce. Rozsah energetického problému je tak velký, že vyžaduje vícečetná řešení. Tyto projekty mají ohromný potenciál pro sdílení znalostí, jakými jsou výzkum materiálů, diagnostika a další obory. Časový harmonogram V říjnu 2006 byl projekt HiPER zařazen do seznamu European Roadmap, neboli koncepce výzkumných evropských infrastruktur. Konsorcium, které tvoří 7 zemí, dvě regionální vlády a četné mezinárodní instituce, předložilo v květnu 2007 Evropské komisi návrh na přípravnou fázi projektu. Toto konsorcium má silnou mezinárodní návaznost na výzkumné programy v USA, Japonsku, Koreji, Rusku, Číně a v Kanadě. Na základě pozitivních hodnocení EU v červenci 2007 byla přípravná fáze projektu stanovena na roky 2008 až 2011. Tento termín je shodný s termínem zahájení experimentálního a technologického schvalovacího programu laseru PETAL. To umožní začít s přípravou fáze vymezení projektu v roce 2011, s předpokládaným začátkem konstrukční fáze v roce 2014. Spuštění provozu laserového zařízení HiPER se odhaduje na konec příštího desetiletí; vše závisí na úspěšnosti přípravné fáze celého projektu. Co je HiPER a jak funguje High Power Laser Energy Research Facility je výzkumné centrum energetických laserů o vysokém výkonu. Umožní provádět laserem řízené fúze a jejich budoucí využití pro produkci elektrické energie. Projekt rovněž nabízí výzkum široké škály nových vědeckých oborů v extrémních podmínkách, existujících ve vesmíru, kterých nelze docílit nikde na Zemi (teploty v řádu stovek milionu stupňů, tlak miliard atmosfér a enormní elektrická a magnetická pole). /čej/