Jaderná fúze bez neutronů

Fúze jádra vodíku (protonu) s jádrem izotopu bóru ¹¹B (pB11) je snem fúzistů od osmdesátých let minulého století. Neutrony jsou totiž prevít – způsobují sekundární radioaktivitu a degradaci konstrukčních materiálů. Dalším velkým snem je touha po přímé přeměně fúzní energie na elektrickou energii. Vynechat okruh s parogenerátorem a turbínou je určitě lákavé. Problém reakce pB11 je v její zápalné teplotě, která je desetkrát vyšší než u reakce DT (deuterium - tritium), a navíc v tom, že její energetický zisk je oproti jednomu aktu reakce DT 2x nižší. Problém přímé přeměny fúzní na elektrickou energii se experimentálně v masovém měřítku neřeší, neboť zatím není vyřešen základní problém, to je průmyslové uvolňování fúzní energie. Přímou přeměnou energie plazmatu na elektrickou energii se zabývá MHD (magneto-hydrodynamický) generátor, zatím spíše laboratorní hračka, než průmyslově používané zařízení.

V polovině prosince loňského roku publikoval časopis Laser and Particle Beams studii Heinricha Hory, fyzika z australské univerzity v Novém Jižním Walesu, nabízející optimistický pohled na řešení dosavadních problémů jaderné fúze - produkce neutronů a málo účinná přeměna fúzní energie na elektřinu přes klasický termodynamický cyklus s ohříváním vody na páru. Navrhuje sférický (kulový) reaktor a reakci protonu s jádrem bóru 11 (obsahuje 6 neutronů), při které vznikají tři jádra helia 4 (neboli α‑částic, každá má dva protony a dva neutrony). Nevznikají tedy žádné volné neutrony. Návrh rovněž předpokládá přímou přeměnu energie plazmatu na elektřinu, neboť proud nabitých α‑částic se dá převést na elektrický proud. Horův sférický reaktor používá k zažehnutí a udržení reakce lasery. Předpokládá ohřev vodíkovo-bórového plazmatu na 3 miliardy stupňů a hustotu plazmatu 100 000× vyšší než u deuterium-tritiových reaktorů.

Laserová fúze, kterou studie popisuje, není zvládnutá ani u reakce DT (viz v roce 2009 spuštěný gigantický laserový systém National Ignition Facility, NIF v Livermore; další měl být Laser Megajoule v Bordeaux, ten ale spuštěný nebyl). Hora však tvrdí, že podle dřívějších experimentů a simulací lze takových podmínek dosáhnout. Navíc prý kulový tvar reakční komory umožňuje účinnější zadržení superhorkého plazmatu a účinnější použití cylindrického (válcového) laseru.

Navrhovat dnes laserovou fúzi pro pB11 chce notnou dávku fantazie, odvahy či drzosti – laskavý čtenář si může vybrat. H. Hora operuje s pokrokem ve vývoji laserů. V knížce „Soukromý kapitál ve výzkumu řízené termojaderné fúze“, Milan Řípa, SSČ AV ČR, 2017 (psali jsme o ní v článku https://www.3pol.cz/cz/rubriky/recenze/2042-veda-kolem-nas-soukromy-kapital-ve-vyzkumu-rizene-termojaderne-fuze), je několik takových pB11 experimentálních pokusů různých společností popsaných (1984, Matter Conversion Corporation, str. 4; 1994, Lawrence Plasma Physics, str. 10; 1998, Tri Alpha Energy, str. 12).

Zdroj: https://www.livescience.com/61298-new-fusion-reactor-uses-boron-and-hydrogen.html?utm_source=-newsletter&utm_medium=email&utm_campaign=ls_newsletter&utm_term=20171228-