Co je to magnetická vazba fúzí?
Fúze magnetického zadržování je přístup k jaderné fúzi, který zahrnuje suspendování plazmy (ionizovaného plynu) v magnetickém poli a zvýšení její teploty a tlaku na velké úrovně. Jaderná fúze je druh jaderné energie, která vzniká, když jsou atomová jádra - vodík, deuterium, tritium nebo helium - spojena dohromady při velkých teplotách a tlacích. Veškeré sluneční světlo a teplo pocházejí z jaderných fúzních reakcí probíhajících v jeho jádru. Díky tomu může Slunce vůbec existovat - vnější tlak fúzních reakcí vyrovnává tendenci k gravitačnímu kolapsu.
Přestože lidstvo využilo štěpnou energii - oddělující těžká jádra - pro jadernou energii, úspěšná fúzní energie nás stále uniká. Dosud každý pokus o výrobu fúzní energie spotřebovává více energie, než produkuje. Fúze magnetického zadržování je jedním ze dvou populárních přístupů k jaderné fúzi - druhým je fúze inertního zadržování, která zahrnuje bombardování palivové pelety vysoce výkonnými lasery. V současné době existuje každý projekt v hodnotě několika miliard dolarů, který sleduje každou cestu - Národní zapalovací zařízení ve Spojených státech usiluje o setrvačnou fúzi a mezinárodní termonukleární experimentální reaktor, mezinárodní projekt, usiluje o fúzi magnetického zadržení.
Pokusy v fúzi magnetického zadržování začaly v roce 1951, kdy Lyman Spitzer, fyzik a astronom, postavil Stellerator, plazmové omezovací zařízení ve tvaru osmičky. Zásadní průlom nastal v roce 1968, kdy ruští vědci představili veřejnosti tokamakový design, torus, který by byl designem většiny magnetických omezovacích fúzních zařízení, která mají přijít. V roce 1991 byl ve Velké Británii další krok vpřed s konstrukcí START (Small Tight Aspect Ratio Tokamak), sferomaku nebo sférického tokamaku. Testování ukázalo, že toto zařízení je při zahájení fúzních reakcí asi třikrát lepší než většina tokamaků a sféromaky jsou i nadále pokračující oblastí výzkumu ve fúzním výzkumu.
Aby byly fúzní reakce účinné, musí být centrum tokamakového reaktoru zahřáté na teploty kolem 100 milionů Kelvinů. Při takových vysokých teplotách mají částice obrovskou kinetickou energii a neustále se snaží uniknout. Jeden výzkum fúze porovnává výzvu fúze magnetického uvěznění s výzvou stlačení balónu - pokud na jednu stranu silně stisknete, objeví se jen na druhé straně. Při fúzi s magnetickým uzavřením toto „vyskakování“ způsobí, že se vysokoteplotní částice srazí se stěnou reaktoru a oškrábají kousky kovu v procesu známém jako „prskání“. Tyto částice absorbují energii, snižují celkovou teplotu uzavřené plazmy a ztěžují dosažení správné teploty.
Pokud by se síla jaderné syntézy mohla osvojit, mohla by se stát jedinečným zdrojem energie pro lidstvo, ale ani nejoptimističtější vědci neočekávají komerční výrobu energie před rokem 2030.