Najdrahší experiment v dejinách ľudstva: „Umelé Slnko” má vyrobiť 10-krát viac energie, než spotrebuje

Na juhu Francúzska vedci skladajú stroj, ktorý znie ako zo sci-fi filmu. Hovorí sa mu „umelé Slnko“ a jeho ambícia je obrovská, chce na Zemi napodobniť presne ten istý proces, ktorý poháňa skutočné Slnko a všetky hviezdy. Projekt sa volá ITER, je to najväčší a najdrahší vedecký experiment, aký kedy ľudstvo postavilo, a ak vyjde, mohol by raz zmeniť spôsob, akým vyrábame energiu. 

Čo je to „umelé Slnko“

Dnešné jadrové elektrárne fungujú na princípe štiepenia, pri ktorom sa ťažké atómy uránu rozbíjajú na menšie kúsky a uvoľňuje sa pritom energia. Fúzia, o ktorú sa snaží ITER, je presný opak. Namiesto rozbíjania sa tu dva ľahké atómy vodíka spájajú do jedného a práve pri tomto spojení sa uvoľní obrovské množstvo energie.

Je to rovnaký dej, aký prebieha v jadre Slnka. Hviezdy nie sú nič iné než gigantické fúzne reaktory, v ktorých sa vodík neustále mení na hélium a žiari pritom do vesmíru. Ak by sme tento proces dokázali skrotiť aj na Zemi, získali by sme takmer nevyčerpateľný a čistý zdroj energie. A presne o to sa ITER pokúša, preto si vyslúžil prezývku „umelé Slnko“.

Prečo musí byť horúcejšie než jadro Slnka

Aby sa atómy vodíka vôbec spojili, musia sa zraziť pri neuveriteľnej rýchlosti a teplote. V jadre Slnka panuje okolo 15 miliónov stupňov Celzia, no Slnko si pomáha aj svojou obrovskou gravitáciou, ktorú na Zemi nemáme k dispozícii.

ITER to musí dohnať ešte vyššou teplotou. Plazma, teda rozžeravený plyn vo vnútri reaktora, sa musí zohriať približne na 150 miliónov stupňov Celzia. To je zhruba desaťnásobok teploty v jadre Slnka. Pri takom žiare by sa okamžite odparil akýkoľvek materiál na našej planéte, čo nás privádza k ďalšej otázke, ktorá väčšinu ľudí napadne ako prvá.

Ako udržíš niečo také horúce? V magnetickej klietke

Ak sa žiadna stena nemôže dotknúť 150-miliónstupňovej plazmy bez toho, aby sa vyparila, ako ju vôbec udržať na mieste? Riešením sú obrovské magnety. Reaktor okolo plazmy vytvorí takzvanú magnetickú klietku, teda neviditeľné silové pole, v ktorom rozžeravený plyn visí vo vzduchu a nedotýka sa stien.

Celé zariadenie má tvar obrovskej dutej šišky, odborne nazývanej tokamak. Plazma v ňom krúži dokola, držaná len silou magnetov. Práve táto technológia je srdcom celého projektu a zároveň najväčšou technickou výzvou, ktorú musia vedci zvládnuť. O tom, že bez Slovákov by sa tento najväčší experiment storočia nezaobišiel, sme písali samostatne.

Kedy to celé bude fungovať

A tu prichádza chladná sprcha. Stavba je taká zložitá, že projekt opakovane mešká a predražuje sa. Pôvodne mala prvá plazma vzniknúť už v roku 2025, no po prepracovaní harmonogramu v roku 2024 sa začiatok ostrej prevádzky posunul až na rok 2034 a experimenty s plnou fúziou deutéria a trícia dokonca na rok 2039. Spolu s tým narástli náklady o ďalšie miliardy eur.

Na projekte sa podieľa sedem partnerov, Európska únia, ktorá hradí takmer polovicu nákladov, a popri nej Čína, India, Japonsko, Južná Kórea, Rusko a Spojené štáty. Ide teda o jeden z mála experimentov, na ktorom spolupracuje väčšina svetových mocností naraz. Aj keď je cesta k funkčnej fúznej energii ešte dlhá, „umelé Slnko“ vo Francúzsku zostáva jedným z najodvážnejších pokusov, aké kedy ľudstvo podniklo.