Pondělí 25. května 2020svátek má Viola 8 °C dešťové přeháňky Předplatné LN
Lidovky.cz > Relax > Věda

Český fyzik: Jaderná fúze není sen

PRAHA Odborník z Ústavu fyziky plazmatu Akademie věd ČR polemizuje s článkem Jaderná fúze není sen.

V článku „Jaderná fúze – příliš drahý sen“ (LN 14. března 2006) se objevilo několik nepřesností.

Článek vychází ze stati Williama E. Parkinse  „Fusion Power: Will It Ever Come", kterou  publikoval v časopisu Science, 10. března  2006  šéfredaktor pan Kennedy (Parkins zemřel v roce 2005), přičemž stať vyšla prakticky ve stejném znění již v roce 1997 v časopise Physics Today pod názvem "Insurmountable Engineering Problems Seen as Ruling Out“. Tehdy Parkinse doprovodili jako spoluautoři James A. Krumhansl a Chauncy Starr. Již tehdy patřily obavy jmenovaných pánů do doby před dvaceti roky, kdy se začala stavět druhá generace tokamaků: evropský JET v Anglii, JT-60 v Japonsku, TFTR v USA, to je do počátku osmdesátých let.

Cui bono? – latiníci mi porozumějí, říkával můj profesor na gymnasium. Komu ku prospěchu? Všichni jmenovaní anglosaští autoři pracovali na štěpných reaktorech, takže pro ně fúze byla konkurentem. Nehledě na to, že fúzní technologie a technologie štěpných reaktorů se liší, takže ani jeden z nich nebyl „odborníkem na slovo vzatým“.

Budu se dále zabývat pouze článkem v LN, neboť nepředpokládám, že čtenáři nejsou s anglickým zdrojem obeznámeni.

."...s dnešní technikou nelze jadernou fúzi spustit a dlouhodobě udržet." To není pravda.
1.7 MW fúzního výkonu na tokamaku JET v roce 1991, 10 MW na tokamaku TFTR v roce 1994, 16 MW fúzního výkonu v roce 1997 opět na tokamaku JET jadernou fúzi "spustily"  a nedržely hodiny, protože JET nemá supravodivé cívky, které bude mít ITER.

President Fusion Power Associates oponuje článku v časopise Science

March 12, 2006

To the Editor Science Magazine

If Science wishes to publish essays criticizing the U. S. Fusion Program, it should at least insist the author does not base his criticisms on fusion power plant designs completed in 1975 and 1991, as cited in the article. None of the data quoted are valid today. Fusion power plant designs today are not "20 m in major dimensions" but less than 10 m.

Projected cost of electricity is not "far outside the competitive cost range" but nearly competitive with the cost of coal plants in Europe today. Fusion temperatures have been reached and surpassed in the laboratory by several methods. While there is much engineering/technology development still required for commercial fusion, there is every reason to believe that fusion can compete in a future marketplace.

For the past decade, however, the U. S. Department of Energy has insisted that the fusion technology effort be drastically reduced in favor of fusion physics research. Hopefully, one day the U. S. government will wake up and fund fusion engineering development at a rate that will allow success in a reasonable amount of time because, at some unpredictable point in the not too distant future, the world is going to need all the energy sources it can find, including fusion.

Stephen O. Dean, President Fusion Power Associates

Gaithersburg, MD 20879

„Při termojaderné fúzi vznikají neutrony. Jejich působení bude postupně snižovat odolnost „nádoby“. Ta musí být velmi masivní a vzhledem k tomu, že se bude skládat z lithia a vzácných kovů, bude i drahá. Nutná údržba a výměny opotřebených částí  podstatně zvýší náklady na provoz.“

Především nádoba to nebude jednoduchá: První stěna (stěna, která „vidí“ plazma), plodící obal, stínění, vakuová nádoba, supravodivý magnet v kryogenické komoře, biologické stínění. Takže, kterou část měl autor na mysli? Lithium v plodícím obalu určitě drahé není. Údržba  první stěny pomocí dálkově ovládaných robotů byla úspěšně vyzkoušena  na tokamaku JET – získaná radioaktivita vnitřních částí výbojové komory totiž nedovoluje vstup lidem a proto robot. Mezi vakuovou nádobou a zdrojem neutronů bude 0,5 m silný plodící obal, který neutrony zachytí a využije, takže žádná část samotné nádoby se během života reaktoru měnit nebude. Pochopitelně, odhady výsledné ceny fúzní energie zahrnují ceny všech konstrukčních částí reaktoru, tedy i první po částech vyměňované stěny.

„Ekonomické kalkulace zatím při hodnocení perspektiv termojaderné energetiky zůstávaly stranou“ To pochopitelně není vůbec pravda. Výhled založený na standardních modelech pro předpovídání cen energie ukazuje, že cena elektřiny vyráběné pomocí fúze by mohla být konkurenceschopná, jakmile bude v polovině 21. století k dispozici. Studie uskutečnily různé skupiny v USA, Japonsku a v Evropě a obecně se jejich výsledky příliš nelišily

„Žádoucí teplota je však tak vysoká, že jen chladící systém by musil být tak velký, že by jeho cena překročila náklady na běžnou jadernou elektrárnu.“

Ve skutečnosti vlastní konstrukční omezení rozměrů D-T fúzního reaktoru dané dovoleným přenosem tepla jsou dokonce menší než dolní hranice rozměrů vycházející ze současných „potřeb“ fyziky udržení plazmatu, alespoň u tokamaků. Například pro reaktor tokamak vyrábějící 1200 MW elektrického výkonu s první stěnou z oceli chlazenou vodou to jsou poloměr první stěny cca 1,5 m při ploše minimálně 600 m2 a při použití kvalitnějších konstrukčních materiálů chlazených tekutým lithiem klesnou rozměry na 0,4 m respektive 40 m2.

Přece jen si dovolím vyvrátit ještě jednu výtku páně Parkinse, která se v LN neobjevila. „Velké rozměry nádoby, tepelná namáhání, mnoho spojů a průchodů – nádobu nebude možno vakuově utěsnit“. Úspěšná činnost velkých tokamaků JET, JT60-U přesvědčivě vyvrací i poslední argument.

Možná, že nebude na škodu si v souvislosti s (ne)rentabilitou fúzní energie uvědomit následující skutečnost. Parlament kteréhokoli státu (pokud parlament má) obrátí každou korunu desetkrát, zejména pokud se jedná o vědu. Je velmi nepravděpodobné, že by volení zástupci hned sedmi zemí dali svůj souhlas s utrácením na projekt, který podle pana Parkinsna nemá budoucnost. Nu a Evropská unie, Rusko, Japonsko, Jižní Korea, USA, Čína a Indie tak učinily. Jinými slovy více jak polovina obyvatel zeměkoule se podílí na projektu mezinárodního termojaderného experimentálního reaktoru ITER.

Ještě týž den zveřejnění článku Parkinse, Mark Peplow v časopisu Nature Physics citoval Iana Cooka z UKAEA (britská organizace zabývající se jak štěpnou tak fúzní jadernou reakcí): „Je to kompletně nesmysl od začátku do konce“. Jeho kolega David Ward se jen podivil: „Všechno už bylo řečeno a vysvětleno v devadesátých letech a opět se to vrátilo“
Cui bono?

Autor pracuje v Ústavu fyziky plazmatu Akademie věd ČR

Premium

Bubeník z Mandrage: Víťa sebral odvahu, kterou nikdo z nás nenašel a rozsekl to

Matyáš Vorda | na serveru Lidovky.cz | aktuální zprávy

Na bicí hraje od svých devíti let. V deseti s kamarádem Víťou Starým založil kapelu Mandrage, která se za devatenáct...

Premium

Android Auto a CarPlay v každém autě. Poradíme vám, jak na to

ilustrační snímek | na serveru Lidovky.cz | aktuální zprávy

Chcete používat oblíbenou navigační aplikaci na displeji v autě místo telefonu? Přečtěte si, jak to udělat a neutratit...

Premium

Leoš Mareš: Není to jen o talentu, ale o schopnosti si peníze udržet

Leoš Mareš by mohl získat titul syn roku. | na serveru Lidovky.cz | aktuální zprávy

Krach, zhroucení, deprese, obavy o budoucnost a pátrání po smyslu vlastní existence. To jsou emoce, které v těchto...

Akční letáky
Akční letáky

Prohlédněte si akční letáky všech obchodů hezky na jednom místě!