Jaderná fúze s magnety ze vzácných zemin: jiskra, která zapálí (téměř) bezplatnou energii?

Dosud se při výzkumu jaderné fúze pracovalo hlavně s reaktory typu tokamak, u nichž je plazma obklopena prstencovitě uspořádanými magnetickými cívkami. U takových reaktorů však plazmou protéká proud, což může vést k její nestabilitě. Tento problém vyřešili vědci z PPPL. Reaktor Muse nevyžaduje žádné elektrické napětí a může tak fungovat po neomezenou dobu i bez přívodu energie.

Výroba a uspořádání magnetů u stellerátorů s permanentními magnety jsou velmi náročné, takže výsledky dřívějších pokusů nepřinesly ani prakticky využitelné, ani ekonomicky výhodné výstupy pro další vývoj jaderné fúze. Reaktor Muse však díky jedné zvláštní vlastnosti dokázal plazma optimálně uzavřít: díky vynikající kvazisymetrii. Zjednodušeně řečeno to znamená, že tvar magnetického pole uvnitř stellerátoru se neshoduje s tvarem pole kolem stellerátoru. Podle výzkumného týmu PPPL je kvazisymetrie reaktoru Muse stokrát větší než u běžného stelleratorového reaktoru. Kromě toho mají magnety z vzácných zemin v reaktoru Muse intenzitu pole 1,2 tesly. To je výrazně více než u běžných feritových nebo keramických magnetů z vzácných zemin, jejichž intenzita se pohybuje mezi 0,5 a 1 teslou.

Vysoce výkonné permanentní magnety, jako jsou ty v nových reaktorech typu stellerator, nelze vyrobit bez čtyř nejdůležitějších vzácných zemin. Hlavní podíl na hmotnosti těchto magnetů má oxid neodymu, ale právě těžké vzácné zeminy, jako jsou oxid terbia a oxid dysprosia, jsou díky svým zvláštním vlastnostem nepostradatelné. Chrání totiž magnety před demagnetizací při vysokých teplotách, což je zejména v oblasti jaderné fúze nezbytné.

Vzhledem k tomu, že výzkum jaderné fúze jako (téměř) bezplatného zdroje energie již pokročil tak daleko, politici vyzývají k investicím. Předsedkyně Evropské komise Ursula von der Leyenová se při nedávné návštěvě Max-Planckova institutu pro fyziku plazmatu (IPP) v Garchingu u Mnichova zasadila o lepší rámcové podmínky pro jadernou fúzi jako budoucí zdroj energie. K tomu je třeba na evropské úrovni prosazovat unii kapitálových trhů. Tím by se mohly každoročně vytvořit investiční příležitosti v hodnotě dalších 500 miliard eur.

I soukromí investoři mohou již nyní investovat do jaderné fúze. Právě v případě, že se nové reaktory typu stellerator prosadí, budou výrobci potřebovat obrovské množství těchto klíčových surovin.