Zapálení vědou
Když skupinka fyziků v padesátých letech minulého století objevila princip laseru, určitě netušili jaké důsledky jejich objev jednou bude mít. Mezi výsledky za které byly uděleny Nobelovy ceny bychom našli jen málo srovnatelných co do dopadu na náš každodenní život. Mimochodem, stojí za připomenutí, že princip laseru byl objeven v rámci základního výzkumu - v té době by si sotva někdo uměl představit současnou širokou škálu jeho použití. S lasery se dnes setkáváme běžně v počítačích a tiskárnách, přehrávačích CD i DVD, používají se ve strojírenství, stavebnictví a lékařství, telekomunikacích a na mnoha dalších místech. Díky pokračujícímu výzkumu pak další způsoby využití laserů stále přibývají.
Nejnověji lasery dávají lidstvu zajímavou šanci přispět významnou měrou k vyřešení problému zdrojů energie. Jedná se o ovládnutí termojaderné fúze tj. spuštění reakce kdy z jader lehkých prvků vznikají těžší tak, jak to probíhá například ve Slunci. Takováto reakce je energeticky velmi výhodná, paliva pro ni - zejména vodíku - máme na Zemi dostatek a její produkty prakticky nejsou radioaktivní. Hlavní potíž spočívá v tom, že ke spuštění reakce je zapotřebí kontrolovaně dosáhnout extrémně vysoké teploty hmoty, řádu stovek miliónů stupňů, což zatím je velkou překážkou. Jedním z možných způsobů spuštění termojaderné fúze je zařízení typu tokamaku, o němž napsal nedávno svůj příspěvek pan Wichterle. Do projektu ITER, na němž se podílí většina nejvyspělejších států, plynou značné prostředky, jejichž výsledek může být pro lidstvo naprosto zásadní: zajištění téměř nevyčerpatelného zdroje energie a dosažení nezávislosti na fosilních palivech.
Druhou, asi méně známou možnost dosažení extrémních podmínek nezbytných pro začátek fúze nabízejí právě lasery. Samotná myšlenka není příliš složitá: je k tomu potřeba zkoncentrovat velké množství energie v krátkém čase do malého prostoru kde je umístěno malé množství hmoty, tzv. terčík kulového tvaru, srovnatelný se špendlíkovou hlavičkou. Ohřátím jeho povrchu dojde k náhlému vypařování hmoty, pod povrchem se však v důsledku zákona akce a reakce začne šířit směrem do středu kuličky tlaková vlna. Podle výpočtů by v tom případě mohlo dojít ke spuštění termojaderné reakce a uvolnění velkého množství energie; pokud by se toho podařilo dosáhnout, pak by jednoho dne mohly na tomto principu pracovat elektrárny nového typu. Je ovšem zřejmé, že laser určený k zažehnutí musí být opravdu velmi výkonný.
Zatím hlavním místem kde se na vytvoření vhodných podmínek intenzivně pracuje, je zřejmě americká laboratoř se zajímavým jménem "National Ignition Facility", což by šlo velmi volně přeložit asi jako "Velký národní zapalovač". Stojí poblíž kalifornského Livermore na ploše srovnatelné se dvěma fotbalovými hřišti; v současnosti se zde pracuje na instalaci laseru - přesněji řečeno, celkem 192 laserů, z nichž každý má být nejvýkonnější na světě. Konkrétně energie v každém laserovém pulsu má být rovna asi 4 megajoulům. Všech 192 pulsů pak bude muset dorazit v přesně stejný okamžik na povrch terčíku tvořeného směsí deuteria a tritia. Co se stane dál, na to si budeme muset počkat do roku 2010 kdy by měly proběhnout první experimenty tohoto typu; v současnosti je z 192 laserů zhotovena jen asi polovina. Teprve pak se ukáže, zda velmi nákladná investice Spojených států do tohoto zařízení byla smysluplná.
Situace však není tak černobílá jak by se mohlo zdát z předchozího textu - kromě výzkumu termojaderné fúze se v "národním zapalovači" provádí také - a především - výzkum vojenský spojený s jadernými zbraněmi, zatímco základnímu výzkumu se má věnovat jen asi necelá pětina kapacity laboratoře. To samozřejmě vyvolává kritiku celého projektu a jiné otázky včetně etických o zdůvodnění celého projektu - do jaké míry se jedná o zapálení vědou? Tyto úvahy by však byly námětem zamyšlení asi úplně jiného druhu...
Nejnověji lasery dávají lidstvu zajímavou šanci přispět významnou měrou k vyřešení problému zdrojů energie. Jedná se o ovládnutí termojaderné fúze tj. spuštění reakce kdy z jader lehkých prvků vznikají těžší tak, jak to probíhá například ve Slunci. Takováto reakce je energeticky velmi výhodná, paliva pro ni - zejména vodíku - máme na Zemi dostatek a její produkty prakticky nejsou radioaktivní. Hlavní potíž spočívá v tom, že ke spuštění reakce je zapotřebí kontrolovaně dosáhnout extrémně vysoké teploty hmoty, řádu stovek miliónů stupňů, což zatím je velkou překážkou. Jedním z možných způsobů spuštění termojaderné fúze je zařízení typu tokamaku, o němž napsal nedávno svůj příspěvek pan Wichterle. Do projektu ITER, na němž se podílí většina nejvyspělejších států, plynou značné prostředky, jejichž výsledek může být pro lidstvo naprosto zásadní: zajištění téměř nevyčerpatelného zdroje energie a dosažení nezávislosti na fosilních palivech.
Druhou, asi méně známou možnost dosažení extrémních podmínek nezbytných pro začátek fúze nabízejí právě lasery. Samotná myšlenka není příliš složitá: je k tomu potřeba zkoncentrovat velké množství energie v krátkém čase do malého prostoru kde je umístěno malé množství hmoty, tzv. terčík kulového tvaru, srovnatelný se špendlíkovou hlavičkou. Ohřátím jeho povrchu dojde k náhlému vypařování hmoty, pod povrchem se však v důsledku zákona akce a reakce začne šířit směrem do středu kuličky tlaková vlna. Podle výpočtů by v tom případě mohlo dojít ke spuštění termojaderné reakce a uvolnění velkého množství energie; pokud by se toho podařilo dosáhnout, pak by jednoho dne mohly na tomto principu pracovat elektrárny nového typu. Je ovšem zřejmé, že laser určený k zažehnutí musí být opravdu velmi výkonný.
Zatím hlavním místem kde se na vytvoření vhodných podmínek intenzivně pracuje, je zřejmě americká laboratoř se zajímavým jménem "National Ignition Facility", což by šlo velmi volně přeložit asi jako "Velký národní zapalovač". Stojí poblíž kalifornského Livermore na ploše srovnatelné se dvěma fotbalovými hřišti; v současnosti se zde pracuje na instalaci laseru - přesněji řečeno, celkem 192 laserů, z nichž každý má být nejvýkonnější na světě. Konkrétně energie v každém laserovém pulsu má být rovna asi 4 megajoulům. Všech 192 pulsů pak bude muset dorazit v přesně stejný okamžik na povrch terčíku tvořeného směsí deuteria a tritia. Co se stane dál, na to si budeme muset počkat do roku 2010 kdy by měly proběhnout první experimenty tohoto typu; v současnosti je z 192 laserů zhotovena jen asi polovina. Teprve pak se ukáže, zda velmi nákladná investice Spojených států do tohoto zařízení byla smysluplná.
Situace však není tak černobílá jak by se mohlo zdát z předchozího textu - kromě výzkumu termojaderné fúze se v "národním zapalovači" provádí také - a především - výzkum vojenský spojený s jadernými zbraněmi, zatímco základnímu výzkumu se má věnovat jen asi necelá pětina kapacity laboratoře. To samozřejmě vyvolává kritiku celého projektu a jiné otázky včetně etických o zdůvodnění celého projektu - do jaké míry se jedná o zapálení vědou? Tyto úvahy by však byly námětem zamyšlení asi úplně jiného druhu...