Studená fúzia

Studená fúzia
Jadrová fúzia bežne vyžaduje vysoké teploty a tlaky. Je však možná aj tzv. "studená fúzia", ktorá sa uskutočňuje relatívne ľahko, pri nízkych teplotách, tlakoch a nákladoch. Na rozdiel od TOKAMAKov alebo laserovej fúzii, nemusí prebiehať pri vysokých teplotách a tlakoch, preto sa jej hovorí aj fúzia na pracovnom stole.

Vďaka kvantovej fyzike vieme, že k studenej fúzii dochádza, len nie v dostatočnej početnosti pre výboru elektriny. Preto sa skúšajú rôzne metódy na zvýšenie pravdepodobnosti zrázky a následnej fúzie. Údajne by to bolo možné pomocou mioatómov. V nich sú elektróny nahradené miónmy. Tie, vzhľadom na svoju vyššiu hmotnosť sa nachádzajú bližšie k jadru a teda lepšie tienia kladný náboj jadra a umožnujú tesnejšie priblíženie druhého atómu. Problémom ale je životnosť miónov, je len 2,2 μs. Predbežne nie je technicky možné vyrobiť dostatočne veľa miónov na dostatočne dlhý čas aby sa ešte aj spojili jadrá a došlo k syntéze.
 
4.1 Fúzny nanoreaktor
Výroba elektriny termonukleárnou syntézou v TOKAMAKoch predpokladá postup z 19. storočia. (pozri Obr.2) Vzniknuté teplo má ohrievať chladiace médium, ktoré ohreje vodu. Vzniknutá para roztočí turbíny poháňajúce generátor. To spôsobuje veľké straty, napr.: v ložiskách, pri ochladzovaní pary v potrubí. Pritom teoreticky je možné uskutočňovať reakciu atóm po atóme a elektrinu vyrábať priamo. Na to však potrebujeme nanoskopický fúzny reaktor. Takýto reaktor by sa odlišoval od TOKAMAKov, pripomínal by skôr urýchľovač častíc. Izotopy vodíka sa urýchlia v nanotrubici pomocou elektrostatických síl, nanolaserom, alebo mikrovlným ohrevom. Môže sa použiť kombinácia týchto metód. Trocha exotickejšie znie využitie kvantových zákonov. Keďže nemôžme zároveň poznať polohu aj rýchlosť častice v nanosvete, stačí, pri zjednodušení, ak izotopy vodíka uzavrieme v nanoštruktúre. V správnych podmienkach sa zrazia a zlúčia. Projekt ráta s niekoľkými reakciami, deutérium + deutérium, alebo deutérium + tritium. Produkty sú elektricky nabité, preto môžu elektrinu vyrábať priamo.

Táto koncepcia má veľa výhod. Veľká fúzna elektráreň je, podobne ako štiepna, mimoriadne nákladná. Fúzne nanoreaktory by sa vyrábali vo veľkom počte, teda cena by bola priateľná pre priemerných ľudí. Namiesto rozvodov elektriny by mal každý doma svoju malú elektráreň s veľmi nízkou spotrebou. Fúzne nanoreaktory by mohli poháňať aj autá, lode, lietadlá ... Namiesto poškodzovania prírody ťažbou ropy a uhlia, by solárne elektrárne získavali z morskej vody deutérium. Ročne ho stačí niekoľko desiatok ton a v oceánoch je ho dostatok.
 
4.2 Fúzia v bublinkách
Podľa niektorých vedcov sa dá jadrová fúzia uskutočniť ešte jednoduchšie.(Pozri Obr.4 a Obr.5) Údajný postup : zmes acetónu a deutéria sa vystaví ultrazvuku a nastane fúzia. Zdá sa to až príliš jednoduché. Vychádza však z teoreticky dobre spracovanej úvahy. Dávno známym javom je sonoluminiscencia. Keď niektorými kvapalinami prejde ultrazvuk, sú emitované svetelné záblesky. Dôvodom je kavitácia, teda vznik a následne kolaps mikroskopických bubliniek pri prechode vysokofrekvenčného zvuku cez kvapalinu. Teplota kolabujúcej bubliny môže dosiahnuť hodnotu 20 000 Kelvinov. To stačí na vznik plazmy, ale nie je vylúčené, že za istých podmienok môže nastať fúzia v bublinkách. Výsledky experimentov z roku 2002 robených v Oak Ridge vypadali sľubne : bola nameraná emisia neutrónov a vznikalo tritium. Autori veria, že sa im podarila fúzia v bublinkách, ale tešiť sa na nový zdroj energie je predčasné.
 
4.3 Piezofúzia
Do výskumu piezofúzie sa pustil tým Setha Puttermana z University of California at Los Angeles (UCLA). Použil kryštál (LiTaO3) s wolfrámovou sondou s pyroelektrickými vlastnosťami, ktorý pri zmenách teploty produkuje elektrické pole. Zariadenie bolo umiestnené do komory so zriedeným deutériom. Po ochladení a následnom zohriatí vzniklo silné elektrické pole, ktoré v okolí hrotu sondy odtrhlo elektróny od jadier deutéria a vrhlo ich proti doštičke z deuteridu erbia (ErD2). Dokázateľne vzniklo hélium a došlo k veľkej emisii neutrónov. Vedci to považujú za spoľahlivý dôkaz termonukleárnej reakcie. Zväčšením teplotných rozdielov a nahradením deutéria v doštičke trítiom sa podarí dosiahnuť výraznejšie výsledky. Zariadenie skonštruované v UCLA energetickým zdrojom nebude. Energia potrebná na ochladenie a zohriatie je väčšia ako energia získaná fúziou. Je však dokázané, že jadrová fúzia na pracovnom stole je možná. Zariadenie sa však môže použiť ako miniatúrny zdroj neutrónov alebo iónový motor malých kozmických sond.