Majonéza objasnila jednu z největších záhad jaderné fúze. Sen o energii Slunce na Zemi je zase blíž

• Umělé slunce může světu dodávat zcela čistou energii.
• Před vědci leží ale ještě mnoho překážek.

Vědci věří, že fúzní reaktory, uměle vytvořené zdroje energie, by mohly jednou potenciálně ukončit závislost světa na fosilních palivech a pomoci zvrátit globální oteplování. Navzdory desítkám let výzkumu si však lidstvo bude muset ještě chvíli počkat, než se něco takového stane realitou. Před vědci leží stále mnoho překážek, se kterými se musí vypořádat – trápí je například stabilita superžhavého materiálu. Jak však upozorňuje server Live Science, fyzikům se podařilo lépe objasnit stabilitu fúze překvapivým způsobem: pomohla jim obyčejná majonéza.

Nepřehlédněte: Masivní průšvih AMD. Stovky milionů počítačů jsou v ohrožení kvůli bezpečnostní chybě

Umělé Slunce jako zdroj neomezené energie

V nové studii, která byla zveřejněna v časopise Physical Review E, vědci popisují, jak vložili majonézu do stroje na výrobu pěny a roztočili ji vysokou rychlostí, aby zjistili, za jakých podmínek se hustá tučná omáčka rozteče.

Tento experiment může odborníkům pomoci lépe pochopit fyzikální procesy, které probíhají při extrémně vysokých teplotách a tlacích dosahovaných uvnitř fúzních reaktorů. Výhodou je, že tyto podmínky mohou zkoumat pomocí obyčejné majonézy, což výzkum značně usnadňuje. „Použili jsme majonézu, protože se chová jako pevná látka, ale když je vystavena tlaku, začne téct,“ uvedl hlavní autor studie Arindam Banerjee, vědec z Lehigh University v Pensylvánii.

Jaderná fúze vytváří v srdci hvězd helium z vodíku. Teoreticky by mohla být zdrojem neomezeného množství čisté energie na Zemi, tedy za předpokladu, že by reakce dokázala vyprodukovat více energie, než je potřeba k provozu reaktoru. Podle NASA probíhá fúze ve hvězdách při teplotě 15 milionů stupňů Celsia a mohutná gravitace hvězdy tlačí atomy vodíku k sobě, čímž překonává jejich přirozené odpuzování. Na Zemi však takové tlaky nemáme, takže fúzní reaktory vyrobené lidmi musí pracovat s desetkrát vyšší teplotou než Slunce.

Banerjeeho tým si uvědomil, že roztavený kov se při nižších teplotách chová podobně jako majonéza: může být pružný, plastický nebo tekoucí. Studiem husté omáčky ve speciálním zařízení vědci zjistili, za jakých podmínek je ještě možný návrat do pružného stavu, což jim pomáhá lépe pochopit, jak lze nestabilitu ve fúzním reaktoru co nejvíce oddálit nebo zcela potlačit.

„Pokud majonézu zatížíte, začne se deformovat, ale pokud napětí odstraníte, vrátí se do původního tvaru,“ vysvětluje Banerjee. „Takže existuje elastická fáze, po které následuje stabilní plastická fáze. Další fáze nastává, když začne téct, v té se projeví nestabilita.“ Dalším překvapivým zjištěním studie jsou podmínky, za kterých lze získat větší množství energie, což je nesmírně důležité pro účinnost fúze při reálné výrobě energie.

Vědcům pomohlo studium majonézy

Nejvíce nadějí dnes výzkumníci vkládají do tokamaku ITER. Původně se plánovalo, že bude spuštěn v roce 2020 a jeho celková cena se vyšplhá maximálně na 5 miliard dolarů, neustále však dochází k odkladům a náklady neutěšeně rostou. Zahájení provozu tohoto ambiciózního tokamaku bylo nedávno odloženo o další tři roky a v současné době by měl dosáhnout požadované úrovně až v roce 2036

Neúspěchy tokamaku ITER, který je společným projektem 35 zemí, znamenají, že je velmi nepravděpodobné, že by fúzní energie v dohledné době přispěla k řešení klimatických změn a energetických potřeb lidstva. Již více než 70 let se vědci snaží napodobit fúzní reakce, které pohánějí hvězdy slučováním atomů vodíku na hélium, a doufají, že tak vytvoří čistý, prakticky neomezený zdroj energie. Překážky jsou však zatím obrovské.

Zdroj náhledové fotografie: Bing Image Creator (generováno AI), zdroj: Live Science