Jadrová energia – Sme na prahu epochálneho objavu?
V priebehu minulého roku v USA rozvírilo vedeckú hladinu diskusií v oblasti jadrovej energie niekoľko nových zaregistrovaných patentov. Ak by sa potvrdili predpoklady, ktoré sa v nich tvrdia, znamenalo by to pravdepodobne epochálne riešenia ako v oblasti využívania jadrovej energie.
Ale poďme po poriadku....
Americké časopisy „The War Zone“ (teda v preklade Vojnová zóna), ako aj „The Forbes“, informovali o súbore bizarných patentov pridelených americkému námorníctvu, ktoré popisujú radikálne nové technológie, ktoré by mohli absolútne spôsobiť nielen revolúciu v leteckom priemysle, ale úprimne povedané, aj celý náš život. Zaregistrované patenty sú o vysoko-energetických elektromagnetických poliach, ich použití na tvorbu silových polí a neobvyklé nové metódy leteckého pohonu a konštrukcie vozidiel, ktoré sa v zásade zdajú ako technológia podobná UFO.
Keď autor patentov, Dr. Salvatore Cezar Pais, letecký inžinier v Leteckej divízii Naval Air Warfare Center (NAWCAD), podal v roku 2019 patent na „zariadenie na plazmovú kompresnú fúziu“, nevedeli patentoví úradníci že či ide buď o obrovský prelomový vynález, alebo o jeden z ďalších šialených nápadov zblázneného vedca. Podľa patentovej prihlášky by miniatúrne zariadenie mohlo udržiavať fúzne reakcie schopné generovať energiu v rozsahu od GigaWattov (GW) až TeraWattov (TW) alebo dokonca aj viac. V porovnaní s tým veľká uhoľná elektráreň alebo priemerne stredne veľký jadrový reaktor produkujú energiu vo výkonoch v rozmedzí 1–2 GW, čo postačuje na zásobenie približne asi 700 000 amerických domácností. Revolučný vynález Dr. Paisa, (ak je uskutočniteľný), by produkoval takmer neobmedzenú čistú energiu z niečoho tak veľkého ako športové úžitkové vozidlo.
Americký patent na „Plazmové kompresné fúzne zariadenie“ Dr. Paisa bol zaregistrovaný už 22. marca 2018 a po schválení bol publikovaný bol 26. septembra 2019.
Fúzne zariadenie Dr. Paisa patrí medzi hŕstku bizarných technológií v patentovom žargóne nazývaných „UFO patenty“, ktoré v určitej podobe presadzovalo americké námorníctvo. Americká letecká divízia Naval Air Warfare Center podala patent na „kompaktný fúzny reaktor (CFR)“ na jeseň 2019, kde zároveň tvrdila, že má vylepšiť nedostatky spoločnosti Lockheed Martin Skunkworks CFR, ktorá využíva podobnú plazmovú technológiu. Ich výskumník a autor patentu Dr. Pais už získal publicitu aj predtým, keď patentoval supravodiče izbovej teploty a projekt lietadla podobné UFO, ktoré využíva „antigravitačnú“ technológiu. No a ten istý záhadný inžinier leteckej divízie Naval Air Warfare Center, ktorý stojí za týmito patentmi, teraz vytvoril ďalší patent - jeden pre kompaktný fúzny reaktor, ktorý by mohol na malom priestore - možno aj pomaly v miniatúrnych rozmeroch - načerpať absolútne neuveriteľné množstvo energie.
Áno, znie ako sci-fi, ale tak to aj je.
Jadrová fúzia, teda reakcia, ktorá poháňa aj naše slnko, bola a stále je po celé desaťročia nepolapiteľným snom vedeckej komunity. Teoreticky by fúzna elektráreň bola schopná vyrobiť takmer neobmedzené množstvo čistej a bezpečnej energie z malého množstva elektriny a niekoľkých izotopov vodíka. Fúznu reakciu nie je možné replikovať v jej dokonalej podobe, pretože laboratórne podmienky nemôžu znovu vytvoriť gravitačnú silu hviezdy, čo však vedcom nezabránilo v pokuse. A práve aj tento patent amerického námorníctva tvrdí, že môže dosiahnuť toto obrovské množstvo energie v kompaktnom zariadení pomocou rotujúcich dynamických fúzorov - zariadení na zadržiavanie plazmy - ktoré udržujú stabilnú jadrovú plazmu spôsobom, ktorý napodobňuje masu slnka.
Patent tiež uvádza, že výsledná fúzna reakcia by priniesla čistý energetický zisk (teda viac emitovanej energie ako vstupuje do systému), čo by bol bezprecedentne prvý výsledook pre fúzne reaktory vyrobené človekom. A ak by to fungovalo, americké námorníctvo by cez tento patent mohlo v budúcnosti nahradiť štiepne jadrové reaktory, v súčasnosti používané na svojich takmer 150 amerických vojenských lodiach, či ponorkách - z ktorých väčšina pracuje v rozsahu 100 MW.
Kompaktný fúzny reaktor CFR veľkosti malého automobilu by sa fakticky v dal využiť v akomkoľvek mierovom alebo vojnovom scenári, kde je potrebná energia, od lodí cez tanky až po vzdialené vojenské základne. Niet sa preto tomu čudovať, že patentový nárok na americké námorné lietadlo bol pod drobnohľadom vedeckej komunity, najmä vzhľadom na to, že celé zariadenie meria cca iba 0,3 x 2 metre. Namiesto použitia supravodivých magnetov vo väčších, tradičnejších fúznych závodoch používa Paisov dizajn kónické dynamické fúzory, ktoré sa točia pri extrémne vysokých rýchlostiach, aby vytvorili trvalý, koncentrovaný magnetický tok, ktorý by teoreticky mohol udržať plazmový stav potrebný na výrobu energie. Tento silný magnetický tok potom stláča izotopovú zmes plynného vodíka a vytvára vo vákuovej komore plazmové jadro, ktoré dokáže dosiahnuť teploty dostatočne vysoké na dosiahnutie skutočnej fúzie so zlomovou energiou.
Celkovo, v princípe dosiahnutie energetického zisku ako takého, a ešte navyše z tak malého kompaktného zariadenia, by bolo obrovským úspechom nielen pre americké námorníctvo, ale pre celú planétu. Bola by to taká prelomová technologická revolúcia, podobná kedysi objavu parného stroja, či neskôr benzínového spaľovacieho motora, len s rádovo vyššou energiou. Bolo by to tiež bezpečné a prakticky bez škodlivých emisií!
O jadrovej fúzii sa hovorí už veľmi dlho, doteraz žiaľ stále s prívlastkom, že „bude k dispozícii v priebehu budúcich 30-tich rokov“. Súčasná hrozba zmeny klimatického podnebia našej Zeme zvýšila podnety na dosiahnutie úspechu. Energetický gigant Eni SpA nedávno investoval 50 miliónov dolárov do spoločnosti Commonwealth Fusion Systems, spoločnosti založenej šiestimi profesormi MIT. Miliardári Jeff Bezos a Bill Gates podporujú spoločnosť Breakthrough Energy Ventures, skupinu, ktorá sa zaviazala financovať výskum jadrovej fúzie.
K jadrovej fúzii dochádza pri teplotách vyšších ako 15 miliónov stupňov Celzia, čo sa dá (okrem iných metód) dosiahnuť napríklad privádzaním paliva (najmä izotopov vodíka, deutéria a trícia) do plazmového poľa.
Sovietsky zväz v minulosti poskytol veľmi dobrý počiatočný impulz na dosiahnutie jadrovej fúzie pomocou plazmy s prvým reaktorom Tokamak, ktorý však ale nakoniec žiaľ nebol schopný udržať podmienky fúzie dlhšie ako niekoľko sekúnd. Dnes existuje množstvo takýchto projektov fúzie tokamakov po celom svete. Čína pracuje na svojom testovacom reaktore China Fusion Engineering Test Reactor (CFETR). Južná Kórea má svoj projekt KSTAR, tokamak, ktorý už dosiahol rekordných 70 sekúnd plazmovej prevádzky.
Najväčším projektom je zatiaľ Medzinárodný termonukleárny experimentálny reaktor (ITER), ktorý je spoluprácou EÚ, Indie, Japonska, Číny, Južnej Kórey a Spojených štátov. Projekt ITER predstavuje medzinárodný záväzok nájsť alternatívnu čistú energiu tvárou v tvár klimatickým zmenám v Zemskom podnebí. Kapacitne je ITER rozsiahle zariadenie na fúzny reaktor, ktorého cieľom je vyrobiť okolo 500 MW energie z fúzie, so vstupom iba 50 MW - čo je však iba desaťnásobok jej vstupného množstva energie na rozdiel od tu už spomínaného miliónového nárastu projektu Navy CFR.
Kto je Dr. Salvatore Cezar Pais?
Salvatore Cezar Pais je americký letecký inžinier a vynálezca, ktorý v súčasnosti pracuje pre letectvo Spojených štátov. Predtým pracoval na námornej leteckej základni Patuxent River. Jeho patentové prihlášky v mene jeho zamestnávateľov pritiahli medzinárodnú pozornosť na ich potenciálne vojenské a energetické aplikácie, ale tiež pochybnosti o ich uskutočniteľnosti a špekuláciách, že by mohlo ísť o dezinformácie, ktorých cieľom je uviesť do omylu strategických protivníkov USA ohľadom smerovania obranných výskumov Spojených štátov.
Salvatore Pais získal vysokoškolské vzdelanie na univerzite Case Western Reserve v Ohiu, ktorú v roku 1993 absolvoval prácou s titulom „Návrh experimentu na pozorovanie termokapilárnych konvekčných javov v simulovanej plávajúcej zóne za podmienok mikrogravitácie“. Doktorát z mechanického a leteckého inžinierstva získal na Case Western v roku 1999 na tému „Generovanie bublín za podmienok zníženej gravitácie pre konfigurácie spoločného toku aj krížového toku“, téma ktorá bola potvrdená aj ukážkou niekoľkých parabolických letov, pre vytvorenie prostredia s nízkou gravitáciou. Jeho doktorandskými poradcami boli Yasuhiro Kamotani a Simon Ostrach, ktorí v roku 1992 uskutočňovali vesmírne experimenty s nízkou gravitáciou na palube raketoplánu STS-50. Paisov výskum sponzorovala NASA. Pais v júni 2019 opustil NAWCAD a prešiel do organizácie strategických systémov amerického námorníctva. Do amerického letectva prestúpil v roku 2021.
Jeho patentové prihlášky zahŕňajú:
„Supravodič izbovej teploty indukovaný piezoelektrinou“ s funkciou umožňujúci „prenos elektrickej energie bez strát.“ (2017), ale Inštitút pre inžinierstvo a technológie uviedla, že zatiaľ neboli predložené nijaké dôkazy o tom, že zariadenie fungovalo a že doteraz vytvorené najvyššie teploty supravodičov pracovali pri teplote okolo -70 ° C.
„Zariadenie na plazmovú kompresnú fúziu“ (2018), ktoré spoločnosť Popular Mechanics opísala ako „kompaktný reaktor na jadrovú fúziu“, ktorý „zdanlivo prekračuje súčasné hranice vedy“.
„Generátor elektromagnetického poľa a spôsob generovania elektromagnetického poľa“ (2015), ktorého hlavnou uvádzanou aplikáciou je odklonenie asteroidov, ktoré môžu zasiahnuť Zem. Patent bol pridelený Ministerstvu námorníctva USA. [15]
„Plavidlo využívajúce zariadenie na znižovanie zotrvačnej hmotnosti“ (2016), ktorého jedným uskutočnením by mohlo byť vysokorýchlostné „hybridné vzdušné a podmorské plavidlo“ schopné „vytvoriť štruktúru našej reality na najzákladnejšej úrovni“, - túto patentovú prihlášku podporil aj hlavný technický riaditeľ námorného leteckého podniku z dôvodu, že čínska armáda už vyvíjala podobnú technológiu.
Testovanie uskutočniteľnosti Paisovho vysokoenergetického generátora elektromagnetického poľa (HEEMFG) bolo uskutočnené od októbra 2016 do septembra 2019; za celkové náklady 508 000 dolárov za tri roky. Prevažná väčšina výdavkov bola na platy. Tzv. „Paisov efekt“ však nebolo možné preukázať a nebol vykonaný žiadny ďalší výskum. Novinár Brett Tingley pre The Drive však vtedy napísal, že „Napriek tomu, že s každý fyzik, s ktorým sme hovorili počas týchto dvoch rokov, tvrdil, že„ Paisov efekt “nemá v skutočnosti vedecký základ a patenty s ním spojené boli plné pseudovedeckého žargónu, NAWCAD potvrdili, že majú dostatočný záujem o patenty, aby počas troch rokov vynaložili viac ako pol milióna dolárov na vývoj experimentov a vybavenia na testovanie Paisových teórií “. Pais, pokiaľ ide o pravdivosť jeho teórií, taktiež naďalej vzdoroval, a v e-maile pre The Drive napísal, že jeho práca „vyvrcholí potvrdením Paisovho efektu ... a pokiaľ ide o pochybujúcich MSP [expertov na predmetovú problematiku], výsledky mojej práce im jedného krásneho dňa preukážu správnosť mojich tvrdení... “.
Pravdu povediac, ešte stále nie je úplne jasné, či tento patent CFR predstavuje strategický monumentálny vedecký prielom, alebo (ako tvrdia niektoré zdroje) že môže ísť o dezinformačnú operáciu, o pokus presmerovať amerických konkurentov na technologickú slepú uličku. Isté je, že vývoj technológií jadrovej fúzie naberá na obrátkach. A aj keď projekt amerického námorníctva nemusí byť okamžite funkčný (alebo dokonca realistický), veľký horizont smerom k využívaniu čistej energie jadrovej syntézy je už na obzore.
No a je tiež úplne jasné, že Američania by zase chceli byť prví (ako aj každý, kto by mohol)....
Energetická dominancia sa z pochopiteľných dôvodov už dnes stala základným kameňom americkej vojenskej politiky, pretože laboratóriá sa snažia vyvinúť „Svätý grál“ výroby energie: jadrová fúzia. Tieto pokusy o vývoj stabilných fúznych reaktorov využívajú neuveriteľne silné magnetické polia na potlačenie jadrových reakcií prebiehajúcich vo vnútri. Ale vytvorenie stabilnej fúznej reakcie je mimoriadne náročné, a tak sa niektoré laboratóriá snažia ísť ešte ďalej a pokúšajú sa vytvoriť kompaktné reaktory dostatočne malé na to, aby sa vošli do prepravných kontajnerov alebo dokonca do vozidiel.
Forma výroby elektrickej energie pomocou jadrovej energie, ktorá sa dnes používa v jadrových reaktoroch, je jadrové štiepenie, pri ktorom sú nestabilné izotopy uránu a iných rádioaktívnych materiálov bombardované časticami, ktoré ich štiepia a uvoľňujú energiu.
Princíp jadrovej fúzie spočíva naopak v zjednotení atómov izotopov vodíka, ako je trícium a deutérium, za extrémneho tlaku a teploty za vzniku izotopov hélia a neutrónov, čo je proces, pri ktorom sa uvoľňuje ešte vačšie množstvo energie ako pri jadrovom štiepení.
Ak sa to podarilo dosiahnuť, bola by jadrová fúzia obrovským krokom vpred, pretože nielen že produkuje oveľa menej rádioaktívneho odpadu a skleníkových plynov, ale ani nevyžaduje obohatený jadrový materiál, ktorý mohol byť teoreticky zneužitý na výrobu jadrových zbraní, a nehrozí tam ani žiadna havária z nejakého roztavenia aktívnej zóny (čo je strašiakom laickej verejnosti).
Skrátka, jadrová fúzia už dlho predstavuje dlhodobé riešenie energetických potrieb človeka.
Zatiaľ čo jadroví fyzici a inžinieri uskutočňujú experimenty s návrhmi fúznych reaktorov už síce celé desaťročia, stále zostáva technickým problémom navrhnúť a skonštruovať také systémy, ktoré sú schopné vydržať teploty stámiliónov stupňov a extrémne vysoké tlaky. Väčšina „úspešných“ fúznych reaktorov na svete je v súčasnosti schopná zatiaľ udržať plazmové výboje iba po dobu meranú v minútach alebo dokonca iba v sekundách.
Ešte náročnejšie je navrhnúť technológie pre jadrovú fúziu mobilné reaktory, napríklad také, ktoré by sa zmestili do prepravného kontajnera alebo na loď. Veď súčasnosti má väčšina svetových experimentálnych fúznych reaktorov veľkosť obrovských hál, prípadne minimálne veľkých budov, takže hlavným budúcim cieľom mnohých súčasných výskumov je práve vývoj kompaktných systémov fúznych reaktorov (CFR), ktoré sú tak dostatočne malé na to, aby fungovali na lodi alebo dokonca možno v lietadle.
Napriek týmto prekážkam sa niektorí odborníci, napríklad v Americkom bezpečnostnom projekte, domnievajú, že fúzne reaktory už aj v 21. storočí poskytnú svetu nízko-nákladovú, prakticky be-zuhlíkovú energiu a predpovedajú, že možno v USA by mohli v tomto smere byť na špici. Už tu spomínané informačné zdroje informovali o práci spoločnosti spoločnosti Skunk Works Lockheed Martin na vytvorení kompaktného fúzneho reaktora, ktorý by mohol pomiešať na trhu karty. Veď elitná konštrukčná jednotka pre kozmický priemysel vyrábala nový, výkonnejší experimentálny reaktor už v júli 2019. Okrem spoločnosti Lockheed Martin vyvíjalo v posledných rokoch svoje vlastné kompaktné fúzne reaktory aj niekoľko ďalších súkromných spoločností a čínska akadémia vied riadená vládou taktiež potvrdila, že urobila významný pokrok vo vývoji fúznych reaktorov, ktoré by jedného dňa mohli byť schopné produkovať revolučné úrovne energie.
Ako to poznáme z histórie, skutočné prelomové oblasti v teoretickej fyzike, ktorý by mali byť takéto pokrokové, si vyžadujú seriózne a dobre financované laboratórne práce a experimenty s prototypmi po celé roky alebo dokonca desaťročia. Stačí si napríklad spomenúť na dlhú cestu od objavu elektrónu J.J. Thompsona (1897) a Rutherfordov atómový model (1911) až po Projekt Manhattan (1939-1946).
Ale ako to už v ľudskej histórii platí, všetky prelomové vynálezy a patenty (a to platí plne aj pre objavy v oblasti fyziky) sú najprv využívané pre vojenské (slušne nazývané tzv. „obranné aplikácie“) ciele. A preto tu existuje vždy veľmi veľká motivácia investovať do akýchkoľvek nových potenciálnych objavov.
Druhým vysvetlením je, že ide o dezinformačnú operáciu USA, ktorá má nalákať ich protivníkov na utrácanie miliárd dolárov za výskum do slepej uličky. Veď sa stačí opäť pozrieť do histórie – toto bol viac-menej počiatočný nápad, ktorý stál za iniciatívou prezidenta Reagana „Hviezdne vojny“. Falošnými údajmi dúfali nalákať Sovietov na utratenie miliárd za vtedy neživotaschopný vesmírny raketový obranný systém. Aj dnes by to mohlo fungovať podobne – „poslať Čínu na poľovačku divých husí“ pre Paisov Effect (teda odpútať ich od skutočných vedeckých oblastí a „ponúknuť“ im tratiť miliardy za nič) by mohla byť celkom prijateľná investícia ktorá stojí USA len pol milióna dolárov. Ak by to bolo inak, asi by bol jeho výskum skôr veľmi hlboko utajený a určite by nebol otvorene patentovaný.
A nakoniec, ešte ako konšpirácia sa ponúka úplne efektné vysvetlenie. Patenty Dr. Paisa môžu byť krytím mimozemskej technológie. Veď o tom, že nejaké nám zatiaľ neznáme technológie (nazývané spoločne značkou UFO) okolo nás fungujú a existujú, už zrejme dnes málo kto pochybuje. A ak je nedávne zverejnenie informácií o možných stretnutiach s mimozemskými artefaktmi viacerými vládami a aj priamo americkým Pentagónom pravdivé, môže byť nakoniec táto technológia aj v držbe vlády USA. A to je určite bombastická téma, ktorá by mnohých uspokojila, aj keď je to málo pravdepodobné, ale má to veľký dopad!
Americké námorníctvo zatiaľ nekomentovalo nový patent (ako sa aj predpokladalo), ktorý hovorí, že reaktor by sa mohol použiť v „vesmírnom, morskom alebo suchozemskom prostredí“. Konkrétne zostáva nejasné, na aké aplikácie (ak vôbec nejaké), námorníctvo očakáva, že bude takéto zariadenie používať, ak by niekedy skutočne existovalo.
Ale v princípe je aj to možné, že sa možno niekedy dočkáme aj amerických vojenských lietajúcich tanierov, ktoré zipsujú po oblohe.
Takže aký je záver? Nevieme.
Nie som si istý, či sa „v blízkej dobe“ dočkáme rýchleho uplatnenia patentov Dr. Salvatore Cezarom Paisa, skôr asi nie. Nie som si istý, či budeme schopní tak skoro skonštruovať miniatúrne technológie energetickej jadrovej syntézy, alebo zostrojiť také lietajúce aparáty, ktoré budú schopné mať manévrovacie schopnosti UFO.
Som si však istý, že ľudstvo v týchto snahách nepoľaví a bude sa o to určite pokúšať.
