Čo je to a ako funguje termojadrová syntéza
Jadrová fúzia je reakcia, v ktorej sú dve alebo viac atómových jadier kombinované za vzniku jedného alebo viacerých rôznych atómových jadier a subatomárnych častíc , neutrónov alebo protónov.
Rozdiel v hmotnosti medzi reaktantmi a produktmi sa prejavuje buď uvoľňovaním alebo absorpciou energie. Tento rozdiel v hmotnosti vzniká v dôsledku rozdielu v atómovej „väzbovej energii“ medzi atómami pred a po reakcii. Fúzia je proces, ktorý poháňa aktívne alebo hviezdy s hlavnou sekvenciou alebo iné hviezdy vysokej veľkosti.
Dve jadrá sú kladne nabité a dostať ich k sebe tak blízko, aby sa mohli zlúčiť (aby mohli účinkovať jadrové sily), je možné, len ak majú dostatočne veľkú energiu na prekonanie potenciálovej bariéry. Jednou z možností je, že im udelíme vysokú rýchlosť napríklad silným zahriatím. Teplota musí dosiahnuť niekoľko miliónov stupňov Celzia. Takúto teplotu neznesie žiaden materiál, preto musí byť „horiace“ palivo oddelené od stien zariadenia vákuom.
Látky pri týchto teplotách sú v stave plazmy, sú úplne ionizované, preto je možné na ich izoláciu použiť magnetické pole, ktoré udrží palivo v bezpečnej vzdialenosti od stien. Po naštartovaní reakcie sa palivo zahrieva aj energiou uvoľnenou z fúznej reakcie. Aby sa reakcia udržala, musí byť hustota atómov v reaktore pomerne veľká, čo sa dosahuje pomocou silného magnetického poľa.
Na produkciu energie by bola použitá reakcia plynného deutéria a plynného trícia. Deutérium sa nachádza vo vode (v 500 hektolitroch vody je asi 1 kg deutéria), trícium by sa muselo vyrábať z lítia. Produktom reakcie je čisté hélium, neutrón a asi 17 MJ (4,722 kWh) energie. Táto energia je vo forme kinetickej energie rozdelená v pomere hmotností vzniknutého hélia a neutrónu.
Časť tejto energie sa použije na udržanie reakcie, väčšia časť ale bude zahrievať výmenníky a tvoriť energetický zisk. Najbližšie k tomuto cieľu sa zatiaľ principálne dostal TOKAMAK. Ropné krízy urýchlili výskum a stavbu veľkého tokamaku JET v anglickom Culhame, je však prevádzkovaný v pulznom režime. Dokáže na jeden pulz vyrobiť až 22 MJ energie (6,11 kWh) a podarilo sa mu dosiahnuť 65% výťažnosť (pomer vyprodukovanej/vstupnej energie).
Budúcnosť tejto technológie sa dnes vkladá do projektu ITER – stavby najväčšieho Tokamaku na svete s nadnárodnou účasťou EÚ, Japonska, Číny, USA, Indie, Ruska a Kórei.
