Unikátne riešenie umožní premeniť energiu horúcej plazmy priamo na elektrinu

 

KĽÚČOVÉ ZISTENIA:

• Americký startup Realta Fusion vyrobil elektrický prúd priamo z termonukleárnej reakcie bez tradičných parných generátorov.

• Proces priamej konverzie energie dosahuje účinnosť približne 90 %, čo výrazne presahuje parametre bežného tepelného cyklu.

• Vyrobená elektrina slúži na spätný ohrev plazmy, čím sa môže zvýšiť celkový čistý výkon elektrárne až o 30 %.

Výroba elektriny v konvenčných jadrových aj fosílnych elektrárňach sa dlhodobo opiera o ohrievanie kvapaliny a roztáčanie parných turbín. Tento proces prenosu tepla je však spojený so stratami, keďže účinnosť tepelného cyklu v prevádzke dosahuje v priemere približne 33 %.

Americký startup Realta Fusion, ktorý vznikol na Univerzite vo Wisconsine, sa tento model výroby rozhodol obísť. Tímu inžinierov sa počas experimentov podarilo verejne rozsvietiť testovacie žiarovky pomocou jednosmerného prúdu odobratého priamo z prebiehajúcej termonukleárnej reakcie.

Zdroj foto: Realta Fusion

Fúzne testovanie prebehlo v demonštračnom zariadení WHAM, ktoré na udržanie horúcej plazmy nepoužíva uzavretý prstenec, ale valcovú trubicu so silnými magnetickými zrkadlami. Počas zlučovania atómov deutéria a trícia sa uvoľňuje energia, z ktorej približne pätinu tvoria ťažké kladne nabité častice v podobe rýchlych héliových jadier.

Keď tieto horúce alfa častice unikajú cez otvorené konce magnetickej trubice, zachytáva ich špeciálny konvertor vyvinutý výskumníkmi. Koncové zariadenie premieňa kinetickú energiu letiacich nabitých častíc priamo na elektrický tok voľných elektrónov bez potreby ohrievať vodu alebo iné prenosové médium.

Počas laboratórneho experimentu v júni 2026 zostava vygenerovala elektrický prúd na úrovni niekoľkých ampérov pri prevádzkovom napätí 100 V. Podľa generálneho riaditeľa Kierana Furlonga dosahuje účinnosť priamej premeny energie pomocou alfa častíc 90 %, čo výrazne znižuje množstvo odpadového tepla.

Tento parameter môže pomôcť riešiť jeden z hlavných problémov experimentálnych fúznych elektrární, ktorým je vysoká energetická náročnosť ich vlastnej prevádzky. Zariadenia totiž na dosiahnutie a udržanie teploty plazmy nad 100 miliónov stupňov Celzia spotrebúvajú veľké množstvo elektrického výkonu zo siete.

Vyrobená jednosmerná elektrina v tomto vysokoteplotnom plazmovom systéme nemusí odchádzať do externej distribučnej siete. Prevádzkovatelia budúcich elektrární ju plánujú interne recyklovať a posielať späť na ohrev a elektromagnetickú stabilizáciu plazmy.

Táto vnútorná energetická slučka môže podľa prepočtov konštruktérov zvýšiť čistý výkon komerčného zdroja približne o 20 až 30 % oproti bežným návrhom. Odstránenie veľkých výmenníkov tepla a prietokových chladiacich systémov môže zároveň zlacniť konštrukciu a predĺžiť životnosť drahých reaktorových súčiastok.

Na podobnej technológii pracujú aj iné konkurenčné firmy vrátane spoločnosti Helion, no Realta Fusion ju ako prvá súkromná spoločnosť verejne predviedla vo funkčnej rovine. Škálovanie procesu priamej konverzie energie približuje moment, keď by riadená jadrová fúzia mohla byť reálnym a lacným zdrojom čistej elektriny.

PREČO JE TO DÔLEŽITÉ: Priama výroba prúdu obchádza veľké tepelné straty typické pre konvenčnú výrobu elektriny, čím znižuje kapitálové náklady a môže zrýchliť návratnosť budúcich čistých zdrojov.

Zdroj: techcrunch.com foto: ChatGPT

Zobrazit Galériu