Říjen 2005

Elektrárna na stole?

Jan Novák

K hledání kamene mudrců se často přirovnává snaha moderních fyziků ovládnout termojadernou fúzi. Pro někoho jde o nesmyslný sen, jiní v ní vidí prostředek k dosažení "zlatého věku" lidstva.

Praktické zvládnutí postupu, který prý slibuje dostatek energie pro celý svět, vědcům stále uniká. K cíli přitom patrně vede mnoho cest. Jednou z nich může být pokus vědců z Kalifornské univerzity v Los Angeles (UCLA). Podle jejich zprávy se jim podařilo docílit fúze v levném zařízení pomocí snadno dostupného krystalu.

K termojaderné reakci dojde, když se dva lehčí atomy sloučí v těžší za uvolnění neutronu a velkého množství energie. Už sám název "termojaderná" je ale zavádějící, protože o žádné teplo tady vůbec nejde. Jednoduše stačí atomy dotlačit k sobě tak blízko, aby nad odpudivými elektrickými silami převládla takzvaná silná jaderná síla. Ta působí jen na velmi krátké vzdálenosti, zato však s velkou intenzitou, takže pak už jde všechno samo.

Nepříliš přesné pojmenování vzniklo z toho, že vědci znali tyto reakce pouze z nitra hvězd a dlouho si nedovedli představit, že by k jejich umělému vyvolání bylo možné dojít i jinak než napodobením podmínek, které tam panují. Skutečně, v termojaderné (vodíkové) pumě stejně jako v magnetických nádobách typu tokamak vedly k zažehnutí reakce teploty stovek milionů stupňů.

Jenže vodíkovou pumu na elektrárnu předělat nelze a obrovské tokamaky jsou neskutečně drahé, aniž by zatím bylo na obzoru jejich praktické využití. Někteří neortodoxně uvažující vědci proto doufali, že se jim podaří dosáhnout fúze za poněkud komornějších a především lacinějších podmínek. Tak se zrodily pojmy "studená fúze" nebo také "fúze na laboratorním stole". Mezi badateli, kteří sami sebe považují za seriózní, ale dlouho měly přibližně stejně špatný zvuk jako perpetuum mobile, UFO nebo yetti. V posledních letech se ale tato situace začíná rychle měnit.

Mezi vědce, kteří se nebáli pustit do výzkumu se špatnou pověstí, patří i tým Setha Puttermana z University of California at Los Angeles, známější pod zkratkou UCLA. Rozhodli se přinutit jádra vodíku ke sblížení nikoliv pomocí extrémních teplot, ale elektrickými silami v některých krystalech.

Myšlenka není tak docela nová. Už v 80. letech minulého století Rus V. A. Kljuljev a Američan John Walker upozorňovali na to, že při namáhání krystalů sloučeniny deuteria a lithia dochází k emisi neutronů. Existovala možnost, že piezoelektrické síly (stejné, jaké produkují jiskru v zapalovačích) vedou k jaderným reakcím, zatím se to však nepodařilo potvrdit.

Skupina z UCLA na to šla jinak: místo piezokrystalů použila krystal s pyroelektrickými vlastnostmi, který při teplotních změnách produkuje elektrické pole. Posloužila jim sloučenina z lithia, tantalu a kyslíku s wolframovou sondou umístěná do komory se zředěným deuteriem. Po ochlazení a následném zahřátí vzniklo silné elektrické pole, které v okolí hrotu sondy odtrhlo elektrony od jader deuteria a vrhlo je proti destičce z deuteridu erbia. Prokazatelně vzniklo hélium a došlo k tak velké emisi neutronů, že to vědci považují za spolehlivý důkaz splynutí jader deuteria - termojaderné fúze.

Předpokládají, že zvětšením teplotních rozdílů a nahrazením deuteria v destičce tritiem se podaří docílit ještě výraznějšího efektu.

Zařízení používané vědci z Kalifornie má do energetického zdroje velmi daleko - tepelný výkon je zlomkem toho, co bylo třeba vynaložit na ochlazení a ohřátí krystalu. Mohlo by se ale stát předobrazem jednoduchých miniaturních zdrojů neutronového záření nebo iontových motorů malých kosmických sond.

Především však demonstruje, že "fúze na laboratorním stole" není přelud. Možná také poslouží k dalšímu studiu takzvané nanofúze, tedy termojaderné fúze probíhající ve strukturách velikosti molekul. Někteří odborníci věří, že nanofúze povede k vytvoření velmi malých a neuvěřitelně výkonných zdrojů elektrické energie. Cesta k tomuto cíli je však zatím na samém počátku.

(Lidové noviny, www.lidovky.cz)