doc. RNDr. Radomír Pánek, Ph.D.
ředitel, Ústav fyziky plazmatu Akademie věd ČR
Pane docente, Ústav fyziky plazmatu AV ČR, jehož jste ředitelem, je součástí Strategie AV21. Kterými tématy se aktuálně zabýváte?
Náš ústav koordinuje program Systémy pro jadernou energetiku, který se zabývá problematikou vývoje pokročilých jaderných reaktorů, a to jak štěpných reaktorů čtvrté generace, tak především reaktorů na principu tzv. termonukleární fúze.
Můžete nám popsat, jak funguje termonukleární fúze?
Při tzv. termonukleární fúzní reakci dochází ke sloučení jader lehkých prvků, při němž se uvolní obrovské množství energie. Jde o extrémně účinnou reakci, která dodává energii všem hvězdám ve vesmíru, včetně našeho Slunce. Cílem výzkumu je vyvinout elektrárnu pracující na stejném principu, takové malé Slunce na Zemi. Pro zapálení reakce se však palivo musí zahřát na extrémní teploty v řádu stovek miliónů stupňů, kdy se z něj stává plazma, čtvrté skupenství hmoty. Nejpokročilejším typem reaktoru je tzv. tokamak, který využívá silná magnetická pole k udržení a izolaci plazmatu o teplotě desetkrát větší než v centru Slunce.
Na jihu Francie se staví nový tokamak, který umožní uvést fúzi ve skutečnost. Jaký je cíl tohoto projektu?
Vývoj fúzního zdroje energie probíhá v široké mezinárodní spolupráci již od 50. let minulého století a úspěšně se blíží konstrukci komerčně použitelného reaktoru. Klíčovým krokem je realizace právě tokamaku ITER v jižní Francii, který představuje největší mezinárodní vědecký projekt na světě s rozpočtem cca 18 miliard euro. Jeho cílem je prokázat technickou realizovatelnost získávání energie z fúze a vyprodukovat alespoň 10krát více energie, než do něj vložíme.
Podobné menší zařízení provozuje také Váš ústav. Jak konkrétně Česko přispívá k mezinárodnímu výzkumu termonukleární fúze?
V našem ústavu se tomuto výzkumu věnujeme již téměř 50 let a od roku 2008 provozujeme už druhý tokamak s názvem COMPASS. Ten nám pomohl získat řadu zásadních výsledků, které významným způsobem ovlivnily projekt ITER a dostaly naše týmy mezi světovou špičku. V roce 2017 jsme spustili konstrukci nového tokamaku, COMPASS Upgrade, se světově unikátními vlastnostmi. Umožní například studovat chování plazmatu ve velmi vysokých magnetických polích či vývoj a testování technologie tekutých kovů pro odvod energie z plazmatu.
Jaké přínosy termonukleární fúze pro světovou energetiku můžeme očekávat a kdy bychom ji mohli začít běžně využívat?
Palivem budou tzv. izotopy vodíku, deuterium a tritium. Deuterium se vyskytuje ve vodě a tritium bude vyráběno z lithia uvnitř reaktoru. Jejich zásoby na Zemi jsou z geopolitického pohledu relativně rovnoměrně distribuované a vystačí na tisíce let. Tento zdroj energie bude navíc zcela bezpečný a nebude produkovat radioaktivní odpad. Předpokládáme, že tento zdroj energie by měl vstoupit do energetického mixu přibližně za 30 let.
Věděli jste, že…?
Čeští vědci se pokusí prakticky využít jadernou fúzi?
Že existuje zdroj energie, který bude bezpečnější a ekologičtější než zdroje, které používáme dnes?
Že je možné i na Zemi uvolňovat energii podobně jako Slunce a hvězdy?
Že cílem současných výzkumů je vyvinout elektrárnu, která bude v podstatě fungovat jako malé Slunce na Zemi.
Termonukleární fúze bude mít pro světovou energetiku obrovský přínos?
Vývoj a konstrukce tohoto zařízení pro Ústav fyziky plazmatu Akademie věd bude stát 800 mil. Kč?
K fungování tohoto zařízení se nejprve musí z plynu vyrobit plazma, která má v centru teplotu okolo 200 milionů stupňů Celsia?
Pokud se podaří zvládnout technické problémy, bude k dispozici prakticky neomezený zdroj energie?
Nezůstávejme ale jen u abstraktních pojmů, díky VIRTUÁLNÍ PROHLÍDCE si můžete prohlédnout české zařízení pro výzkum termonukleární fúze.
