Německý Wendelstein 7-X překonal světový rekord ve fúzní energii

Tento příspěvek byl redakcí odebrán z důvodu porušení pravidel diskuze

Stálo raketu peněz.

Nějaký problém?..

Dlouho o tomto zařízení nebylo slyšet.

Stálo raketu peněz.

Nějaký problém?

Němci již tuší, že se blíží do finálové cílové rovinky pro získání neomezeného množství výhodné hlavně bezpečné energie nezatěžující životní prostředí oproti jádru. Do té doby musí nějak překonat dobu nepřízně a při jejich důslednosti jsou toho schopni dosáhnout.

Němečtí Zelení šíleli kvůli pár gramům tritia ve Fukušimě, opravdu budou vyšší jednotky kilogramů tritia a ozářené okolní materiály ve fúzní elektrárně považovat za "bezpečnou energii nezatěžující životní prostředí oproti jádru"? Fúzní elektrárna je taky jaderná elektrárna. Jak se to tritium bude vyrábět? Nebude to náhodou jaderným štěpením?

No zrovna v pátek jsem se na Veletrhu vědy v Letňanech zastavil u stánku Ústavu fyziky plazmatu AV ČR, kde prezentovali svůj nový tokamak COMPASS-U. Ptal jsem se, jak u budoucích energetických tokamaků plánují extrahovat energii rychlých neutronů. Nejnadějnější jsou prý "breeding blankets", kde budou z lithia dělat tritium a to pak chladit tekutým olovem. Takže nejen štěpením je možné vyrobit tritium. Ale konkrétní termíny (z dětství si pamatuju "za 15 let") fúzní elektrárny raději nenabízeli. ;-)

Já taky nepíšu že jen štěpením je možné vyrobit tritium, otázka je jestli bude fúzní reaktor schopný si vyrobit dost tritia aby pokrylo jeho vlastní spotřebu. Není to tak jednoduché jak by se mohlo zdát. Jsou dva izotopy lithia, každý má jiný účinný průřez pro záchyt, asi se to neobejde bez obohacování lithia...

Když z lithia vyrábíte tritium, dochází ke štěpení.

Štěpí se 6 lithium, které má v jádře 3 protony a 1 neutron bombardováním neutrony na tritium, které má v jádře jeden proton a dva neutrony.

Podívejte se , fůze bude nejdražším hromadným zdrojem energie. Podle mě je to slepá cesta.

Pokud budete chtít zvýšit produkci energie na Zemi pouze tisíckrát proti současnému stavu, tak jiné technologie zatím známé nejsou, takže to určitě není slepá cesta. Rozvoj AI pomáhá k modelování plazmatu a pokroky za posledních 60 let jsou obrovské, za mne to ve 22. století to bude určitě nejvýznamnější zdroj energie. Čím víc máte energie, tím víc můžete přetvářet svět. V historii byly velké zlomy právě se změnami s nakládání s energií. Pokud má lidstvo expandovat aspoň trochu do blízkého vesmíru, tak na to někde energii vzít musí. Jádro je fajn, s naší spotřebou vystačí desetitisíce let, ale s vyšší spotřebou se zásoby rychle vyčerpají. Jde o horizont uvažování. Jestli je Váš horizont 2030, pak to opravdu smysl nemá.

Energie musí být levná a co je dnes levná energie FVE - většina elektřiny se bude časem vyrábět ze slunce , ta hned tak nedojde a je mnohem levnější než fůze. AI to nezmění posouvá totiž dopředu i účinnost FV panelů

Energie je slunce vydrží sice nějakých 5 mld let, takže z tohoto pohledu čas je, ale ta energie je limitovaná plochou, kterou můžete použít - někde zůstanou i lesy, pole atp. a množstvím energie dopadající na jednotku plochy. Pokud se bavíme o spotřebě o tři řády větší než dnes, tak ani 100% účinnost Vás nezachrání a energie ze Slunce bude málo. Ano, můžete to zachránit tak, že budete stavět obrovské vesmírné konstrukce a dodávku z nich na Zemi, ale asi je odvážné tvrdit, že to bude levnější. Rozhodně spotřeba materiálů bude sakra větší. Dnešní FVE jsou levné kvůli levné čínské práci, levnému čínskému uhlí, čínským dotacím výrobcům, nevymáhaným předpisům na ochranu přírody apod. Pokud byste FVE panely vyráběl v EU, platil evropské mzdy a energie a při těžbě surovin postupoval evropskými pravidly a jejich výrobu nedotoval, tak by tak levné nebyly. Byl by to násobek.

nebo můžete celou planetu kolem dokola opanelovat a ovrtulkovat, zakázat mraky, zakázat ztráty při přenosu energie, vykácet stromy, lidi zahrabat pod povrch

22. století se bohužel nedožiju. Ale stejně bych se vsadil, že fúze nebude základním zdrojem energie.

Ten koncept sice působí lákavě a zdánlivě snadno, ale principiálních realizačních problémů je v tom tolik, že to všechny výhody bohužel převáží.

Takže fúze ano, ale jenom ta hodně daleko, resp. vysoko.

Jak jsem psal - podívejte na posun za předchozích 60 let, kolik různých přístupů se našlo, jak dlouhé časy se už podařilo udržet plazma, jak vývoj v poslední době zrychlil, že nebude třeba ani dalších 60 let. Navíc při řešení těchto problémů na hranici možností posouvá vědu a techniku dál a aplikace půjde použít i jinde. Stejně jako v době, kdy zdrojem energie byla zvířata jsme si nedovedli představit letadla, tak si dnes nedovedeme představit co budou lidé schopni až budou mít k dispozici o několik řádu více energie.

Myslím, že to spíš naopak. Tak malý pokrok za tak dlouhou dobu není snad v žádné jiné oblasti.

Udržet těžce energeticky ztrátovou reakci po dobu desítek nebo stovek sekund na zařízení za miliardy a po desítky let trvajícím výzkumu a vývoji, to je sice možná průlom na konferencích a v prezentacích, ale ne v reálné energetice teď a asi ani do budoucna.

To Mex

Máme tu i déle se rozvíjející technologie pro výrobu energie, než fúzi.

Fotovoltaický jev byl objeven 1876.

První střešní FVE je z roku 1883.

První FV dnešní konstrukce je z roku 1954.

Přesto začalo masové využití FVE až cca před 15-20 lety.

Tedy za více, než 100 let od první FVE.

Pro porovnání:

Základy teorie jaderné fůze jsou z roku 1939

První aplikace, ale ne energetická, ale termojaderná bomba je z roku 1952.

Je to jako napsat, že Číňané používali rakety už ve 13. století, takže rozvoj vesmírných letů už je 800 let starý.

Před těmi 100 roky byl fotoelektrický jev prostě jen fyzikální zajímavost.

Podobný argument používají odpůrci elektromobility, že elektrická auta jsou starší než spalovací. Ale nevím, co by to mělo jako znamenat, v čem je "síla" takového argumentu.

Skutečný rozvoj fotovoltaiky je poměrně mladý. Ale i kdyby nebyl, tak její současný rozvoj je prostě obrovský a neskutečně rychlý.

Fúze se nikdy nezkoumala "v malém", protože to prostě dost dobře nejde. Takže po celou dobu co se zkoumá, tak jsou to extrémně nákladné experimenty a tedy skutečný vývoj ve velkém se vším všudy.

Je zbytečné se přít o nějaké hypotetické budoucnosti. Za mně je průkaznější se podívat jaké množství energie získáváme z fotovoltaiky a jaké z jaderné fúze. A klidně to můžeme brát jako absolutní stav (tedy kolik se toho získává teď) nebo jako rychlost přírůstku v čase.

"Je to jako napsat, že Číňané používali rakety už ve 13. století, takže rozvoj vesmírných letů už je 800 let starý."

Ne to neznamená, že je rozvoj vesmírných letů starý 800 let. To znamená, že vývoj raket je starý 800 let.

Roku 1883 byla postavena první funkční střešní FVE. Tedy technický rozvoj střešních FVE trval cca 120 let, než se začaly rozšiřovat do té míry, aby výkonově v energetice jejich procentním zastoupením nebylo číslo počínající nulou, které za desetinnou čárkou pokračuje dalšími nulami.

I ti Číňané chtěli lítat. Sestrojili například známou raketovou židli (o které se vedou spory, jestli skutečně letěla nebo ne). Do kosmu létat nechtěli jen proto, že ještě neměli tušení, že něco jako vesmír vůbec existuje.

Nicméně co to mění na tom, že FVE jsou prostě realitou? A byly aspoň nějak funkční prakticky od svého vzniku, v posledních létech ale s dramatickým nástupem.

Na rozdíl od řízené jaderné fúze, která prostě praktickou realitou ani přes obrovské úsilí a extrémní množství nalitých peněz není, a (což si myslím) asi ani v budoucnu nebude.

Co je dneska brzdou vniku jaderných elektráren? Reaktorů je v chodu nějakých 440. Proč jich není třeba 10 000? Podle mě proto, že je to extrémně nákladná technika. Sice se možná časem zaplatí, ale investičně je to obrovsky nákladný proces. Cena paliva pak už žádnou zásadní roli nehraje. A kdyby náhodou měl někdy dojít Uran (což se asi v praxi nestane, dá se nakonec v nejhorším získávat i mořské vody), tak je tady mnohem více Thoria. I ty Thoriové reaktory pořád budou řádově jednodušší než nějaké fúzní reaktory.

Jak by to bylo, kdyby se skutečně povedlo rozjet nějakou fúzní elektrárnu? Ta by jistě byla ještě násobně nákladnější, protože princip její činnosti je prostě nákladný z principu. Její fanoušci sice říkají, jak to bude skvělé, že nebude třeba řešit drahé palivo jako je to u současných jaderných elektráren. Ale cena paliva prostě není limitem ani teď, limitem je investiční cena. A ta by byla mnohem vyšší. Tak proč by to měl někdo stavět a provozovat, když ani počet běžných, dobře komerčně zvládnutých, reaktorů se nijak zásadně nezvyšuje?

Prostě fúze nemá žádné karty, jak by řekl pan Trump.

Na rozdíl od Vás si myslím, že jaderná fůze realitou bude. V některých oborech to ani jinak nepůjde. Třeba, když už zmiňujete vesmír, tak pro lety sond mimo naši sluneční soustavu.

Přiznejte si, že rozvoj tak náročné technologie, jako fůze je zatím krátký, kratší, než třeba FVE. I fůze pro výrobu energie bude realitou. V posledních letech je pokrok značný.

Co se týká peněz, vynaložených na FVE, tak si dovolím tvrdit, že na ně bylo vynaloženo více prostředků, než na výzkum energetického využití fůze. A to ještě nemluvím o částkách na investiční a provozní podporu.

U jaderné fůze pro výrobu energie vůbec nejde o cenu paliva. Jde o to, že ho je dostatek. Dále je to bezpečnost a minimum radioaktivních odpadů. A také energetický potenciál, bez kterého se v budoucnu neobejdeme.

Mimochodem, jsem zvědav jakou kličkou jadernou fůzi nezařadí mezi OZE? Jadernou technologii v OZE by přece příznivci OZE "nepřežili". Asi prostým vynecháním v seznamu OZE, podobně, jako to udělali v případě množivých štěpných reaktorů, které dle mne jinak také splňují všechny náležitosti OZE.

Pro meziplanetární cesty (tam, kde nesvítí Slunce) se spíš použijí nějaké termoelektrické generátory. Určitě sebou nikdo nepoveze fúzní reaktor, který by napřed musel zvednout ze Země.

Mezi OZE se to těžko zařadí proto, že ty sekundárně radioaktivní materiály, které budou výsledkem činnosti reaktoru, moc "obnovitelné" v krátkém časové horizontu (lidský život) nebudou. Podobně jako u množivých reaktorů.

Ano, právě že o cenu paliva nejde. Proto ta fúze (která má teoreticky levné palivo, ale to je její jediná výhoda) komerčně ve velkém podle mě fungovat nebude. Obrovské investiční náklady prostě vynulují a přebijí veškeré její potenciální výhody.

A že se do OZE nacpalo víc peněz? Ale ty peníze se necpou do toho, aby někdo na pár sekund udělal energetický "záblesk". Ale do toho, aby pak ty výrobky skutečně reálně vyráběly energii. Rozebírat kdysi zafixované nesmyslné výkupní ceny je zbytečné. To byla prostě chyba, možná dokonce záměrná. Ale chyb (i větších) se v lidské historii udělal spousta. To na samotném principu nic nemění.

Pro pohon meziplanetárních letů rychlostmi blízkými rychlosti světla potřebujete něco mnohem výkonnějšího, než termoelektrický článek poháněný rozpadem radionuklidů. To se hodí max. na pohon přístrojů a to jen po omezenou dobu. Oba Voyagery budou brzo nefunkční kvůli vyčerpání energie. A to mají k nejbližší další hvězdě ještě hodně daleko a poletí tam ještě tisíce let.

Milovník scifi, že? ;-)

Iontové motory se už nějakou dobu používají a vyvíjejí a budou se vyrábět u nás.

Dokonce i fůzní raketový motor už není úplné sci-fi, ale už se staví prototyp.

Odkaz:

svet2000.cz/fuzni-raketovy-motor-bude-zhavejsi-nez-slunce-posle-cloveka-na-mars-za-polovicni-dobu