Jaderná fúze je stejný proces, který pohání Slunce a hvězdy weforum.org – slučování lehkých atomových jader (jako je vodík) za vzniku těžších a uvolnění obrovského množství energie. Teoreticky by fúze mohla poskytnout prakticky neomezenou, klimaticky šetrnou energii: využívá hojná paliva (izotopy vodíku z vody nebo lithia) a produkuje málo radioaktivního odpadu ve srovnání s konvenční jadernou energií. Na rozdíl od štěpení těžkých atomů (štěpení), které zanechává dlouhodobý odpad, fúzní reakce produkuje převážně neškodné helium a krátkodobé neutrony weforum.org, euro-fusion.org. Nedávné pokroky znovu zažehly „fúzní horečku“ – celosvětový závod mezi národními laboratořemi a startupy o zkrocení síly Slunce na Zemi. Vědci, podnikatelé a tvůrci politik se stále častěji ptají: může fúze konečně zrevolucionizovat naše energetické systémy?
Stručná historie výzkumu fúze: Fúze fascinovala vědce již celé století. Ve 20. letech 20. století astrofyzikové (jako Arthur Eddington) poprvé navrhli, že hvězdy září díky slučování vodíku na helium euro-fusion.org. První laboratorní fúze (těžkého vodíku) byla dosažena Rutherfordem v roce 1934. Praktické fúzní reaktory však přišly později. V roce 1950 sovětští fyzici Sacharov a Tamm navrhli tokamak – magnetické fúzní zařízení ve tvaru „koblihy“ euro-fusion.org. (Přibližně ve stejné době americký fyzik Lyman Spitzer vyvinul alternativní „stellarátor“.) Tyto myšlenky magnetického udržení pak dominovaly výzkumu fúze. V 70. letech začala mezinárodní spolupráce. Evropa spojila síly k vybudování JET (Joint European Torus) – projektování začalo v roce 1973 a první plazma bylo dosaženo v roce 1983 euro-fusion.org. V roce 1985 se na summitu Reagan–Gorbačov zrodila myšlenka na ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), který měl být bezprecedentní mezinárodní testovací základnou pro fúzi euro-fusion.org. V 80. a 90. letech tokamaky jako JET a japonský JT-60 stanovovaly výkonnostní rekordy; například v roce 1997 JET použil 50-50 směs deuteria a tritia k výrobě 16 MW fúzní energie (výstup přes polovinu svého topného vstupu) euro-fusion.org. Mezitím USA a další zkoumaly inertní udržení fúze (za použití obřích laserů). Přes desetiletí pokroku však žádný reaktor dosud nevyrobil více energie, než spotřeboval – fúze zůstávala vědeckou výzvou „vždy 30 let vzdálenou“, jak se říkalo.
Jak funguje fúze (a jak se liší od štěpení): Jednoduše řečeno, fúze spojuje lehká jádra – obvykle izotopy vodíku zvané deuterium a tritium – do jádra helia, přičemž se uvolňuje energie podle Einsteinova vzorce E=mc². To vyžaduje neuvěřitelné podmínky: palivo musí být zahřáto na ~150 milionů °C, aby překonalo elektrostatické odpuzování jader weforum.org. Palivo se stává plazmatem (ionizovaným plynem), které je udržováno buď silnými magnetickými poli (tokamaky nebo stellarátory), nebo implozí palivových pelet intenzivními lasery (inerciální fúze). V tokamaku vytvářejí supravodivé magnety magnetickou „láhev“, která drží horké plazma mimo stěny reaktoru. Při inerciální fúzi silné lasery symetricky stlačují malou kapsli s palivem, dokud se nezačne fúze.
Na rozdíl od toho jaderné štěpení (používané v dnešních reaktorech) rozděluje těžké atomy (jako uran nebo plutonium) na menší části, přičemž se uvolňuje energie a mnoho neutronů. Fúze má oproti štěpení několik klíčových výhod. Palivo pro fúzi je mnohem hojnější a energeticky bohatší. Například americká národní laboratoř uvádí, že fúze poskytuje asi čtyřikrát více energie na kilogram paliva než štěpení a téměř čtyřimilionásobně více než spalování uhlí nebo ropy datacentremagazine.com. Izotopy paliva (deuterium a tritium) lze získat z mořské vody a lithia, zatímco štěpení vyžaduje vzácný, těžený uran. Vedlejší produkty fúze jsou méně problematické: většinou helium (inertní plyn) a vysokoenergetické neutrony; nehrozí riziko nekontrolované řetězové reakce nebo roztavení reaktoru. Důležité je, že fúze produkuje málo dlouhodobě radioaktivního odpadu. (Tritium je sice radioaktivní, ale má krátký poločas rozpadu a další indukovaná radioaktivita ve strukturách zaniká mnohem rychleji než odpad ze štěpení.) Stručně řečeno, fúze slibuje čistší a bezpečnější alternativu, která by mohla dodávat obrovské množství základní energie bez emisí skleníkových plynů weforum.org, euro-fusion.org.
Hlavní projekty v oblasti fúze: Vlády a laboratoře po celém světě se věnují rozsáhlým experimentům s fúzí:
- ITER (Francie, mezinárodní): Nejambicióznějším projektem je ITER, obří magnetický fúzní reaktor budovaný na jihu Francie. ITER je financován 33 zeměmi (EU, USA, Čína, Rusko, Japonsko, Indie, Korea) a jeho cílem je demonstrovat proveditelnost fúzní energie ve velkém měřítku world-nuclear-news.org. Je navržen tak, aby produkoval 500 MW fúzní energie po dobu 400 sekund při použití 50 MW vstupního ohřevu world-nuclear-news.org – desetinásobný energetický zisk, pokud bude úspěšný – ale sám nebude vyrábět elektřinu world-nuclear-news.org. Jeho cílem je prokázat fyziku a technologii: první plazma je nyní plánováno na rok 2035 (zpoždění oproti původnímu roku 2025) world-nuclear-news.org. Stavba začala v roce 2010 a většina hlavních komponent je nyní sestavena. ITER čelil typickým zpožděním „prvního svého druhu“ (pandemická uzavření, technické problémy) world-nuclear-news.org, ale zůstává středobodem světového výzkumu a vývoje fúze.
- JET (UK/Evropa): Joint European Torus v Culhamu ve Velké Británii byl po desetiletí největším provozovaným tokamakem na světě. Od roku 1983 až do svého vyřazení v roce 2023 JET průkopnicky používal skutečné fúzní palivo (směs deuteria a tritia). Ve svých závěrečných experimentech (konec roku 2023) JET vytvořil nový rekord uvolněním 69,3 MJ fúzní energie během 5 sekund euro-fusion.org. (Pro srovnání, to výrazně překonává předchozí rekordy tokamaků a dokonce i nedávný vysoce výkonný pokus v americkém National Ignition Facility.) Úspěch JET potvrdil schopnost vědců ovládat fúzní plazma a přímo ovlivní provoz ITER euro-fusion.org. Britští představitelé označili „labutí píseň“ JET za důkaz, že „jsme blíže fúzní energii než kdy dříve“ euro-fusion.org.
- NIF (USA, LLNL): Národní zařízení pro zapálení v Kalifornii využívá laserem poháněný přístup. V prosinci 2022 se NIF dostalo na titulní stránky díky dosažení zapálení fúze: jeho lasery dodaly 2,05 MJ do palivové kapsle a vyprodukovaly 3,15 MJ fúzní energie – více energie ven než dovnitř lasers.llnl.gov. Bylo to poprvé, kdy jakýkoli fúzní experiment dosáhl tohoto milníku. Významné je, že výzkumníci z LLNL od té doby tento výsledek v roce 2023 zopakovali a překonali: červencový výstřel přinesl 3,88 MJ (z 2,05 MJ dovnitř) a říjnový test dodal 3,4 MJ (z 2,2 MJ dovnitř) lasers.llnl.gov. Tyto opakované zisky cíle (fúzní výstup převyšující vstup) ukazují, že zapálení lze spolehlivě dosáhnout. Lasery NIF však spotřebují asi 100krát více energie celkově, než kolik uloží do cíle, takže NIF sám o sobě není systémem produkujícím energii lasers.llnl.gov. Místo toho ověřuje fyziku fúze a navrhuje koncepty „inerciální fúze“.
- EAST a KSTAR (Asie): Čínský tokamak EAST („Umělé slunce“) a jihokorejský tokamak KSTAR posouvají hranice dlouhotrvajících plazmat. V lednu 2025 udržel EAST vysoce výkonné fúzní plazma po dobu 1 066 sekund (přes 17 minut) – nový světový rekord english.cas.cn. Tím překonal svůj vlastní rekord z roku 2023, který činil 403 sekund. Takto dlouhé pulzy jsou klíčové pro budoucí elektrárny. KSTAR dosáhl vlastních milníků (přes 100 sekund při >100 milionů °C v roce 2022). Tyto experimenty dokazují, že supravodivé tokamaky mohou udržet spalující plazma, což ovlivňuje návrhy jako je budoucí čínská pilotní fúzní elektrárna (CFETR) a britský STEP.
- Další národní úsilí: Japonsko uvádí do provozu svůj tokamak JT-60SA (nástupce staršího JT-60) s pomocí EU. Kanadský projekt ITER (Fusion for Energy) a projekty v Rusku, Indii a jinde také přispívají. Mezitím německý stellarátor Wendelstein 7-X (odlišná magnetická geometrie) experimentuje s alternativními metodami udržení plazmatu.
Závod o fúzi v soukromém sektoru: V posledních letech se k úsilí o fúzi připojily desítky startupů, které do oboru vnášejí soukromý kapitál a inovace:
- Commonwealth Fusion Systems (CFS, USA): Spin-off z MIT, CFS staví SPARC, kompaktní tokamak využívající špičkové supravodivé magnety. Cílem SPARC je demonstrovat kladnou bilanci fúzní energie v malém měřítku. Výstavba v Massachusetts je v plném proudu; první plazma je plánováno kolem roku 2026 reuters.com. CFS získala více než 2 miliardy dolarů, s hlavními investory (italská ENI, singapurská Temasek, norská Equinor atd.) reuters.com. V prosinci 2024 CFS oznámila plány na ARC, pilotní elektrárnu o výkonu 400 MW ve Virginii, která by měla dodávat elektřinu do sítě na počátku 30. let 21. století reuters.com. (ARC by se v případě realizace stala „první fúzní elektrárnou na světě v síťovém měřítku“.) Generální ředitel CFS Bob Mumgaard upozorňuje, že „není žádná záruka“, že vše půjde podle plánu, ale investoři se zdají být přesvědčeni reuters.com.
- TAE Technologies (USA): TAE (dříve Tri Alpha Energy) používá přístup Field-Reversed Configuration (FRC) s aneutronickým palivem. V dubnu 2025 oznámili zásadní „Norm“ průlom: pomocí nového vstřikování neutrálního paprsku jejich nejnovější prototyp dosáhl stabilní plazmy při teplotách nad 70 milionů °C datacentremagazine.com. Tento pokrok „dramaticky snižuje složitost a náklady,“ uvádí společnost. Google spolupracuje s TAE (aplikuje AI k optimalizaci jejich plazem) a vedl nedávné kolo financování datacentremagazine.com. Generální ředitel TAE, Michl Binderbauer, zdůrazňuje potenciál fúze: „Fúze má potenciál změnit energetickou krajinu a poskytnout téměř neomezené čisté zdroje energie“ datacentremagazine.com. (TAE také zdůrazňuje, že fúze poskytuje přibližně 4× více energie na jednotku hmotnosti než štěpení datacentremagazine.com, a že jejich přístup D–³He vyzařuje převážně nabité částice místo neutronů datacentremagazine.com.)
- Helion Energy (USA): Podporovaná investory včetně Microsoftu a Sama Altmana z OpenAI, společnost Helion vyvíjí pulzní fúzní systém využívající palivový cyklus D–³He a přímé získávání elektřiny (bez parní turbíny). Její prototyp „Trenta“ již v roce 2021 překročil 100 milionů °C world-nuclear-news.org a její nejnovější zařízení Polaris zahájilo provoz v roce 2024 world-nuclear-news.org. V červenci 2025 Helion zahájil výstavbu své elektrárny Orion ve státě Washington world-nuclear-news.org. Orion (50 MW netto) by měl být spuštěn do roku 2028 world-nuclear-news.org a Microsoft podepsal smlouvu na odběr 50 MW od tohoto zařízení od roku 2028 businessinsider.com, world-nuclear-news.org – první komerční nákup fúzní elektřiny v historii. CBO společnosti Helion, Scott Krisiloff, poznamenává: „Nikdy jsme nebyli schopni zkrotit [fúzi] na Zemi tak, abychom z ní mohli vyrábět elektřinu… ale Helion tvrdí, že jeho zařízení nepoužívá kryogenní supravodivé magnety a přímo převádí fúzní energii na elektřinu world-nuclear-news.org.“
- Ostatní: Řada startupů se věnuje různým fúzním konceptům. Kanadská společnost General Fusion (podporovaná Jeffem Bezosem) zkoumá magnetizovanou cílovou fúzi; britská Tokamak Energy staví malé sférické tokamaky s magnety s vysokým polem; princetonská Helicity (nyní Zap Energy) a další testují lineární koaxiální reaktory. Každý z nich tvrdí, že přináší inovace v oblasti udržení plazmatu, materiálů nebo konstrukce reaktoru.
Nedávné průlomy (2023–2025): Poslední dva roky přinesly několik významných milníků:
- Zážeh fúze a opakování: V NIF v Lawrence Livermore byl záblesk zážehu z roku 2022 zopakován a dokonce vylepšen. Experiment z července 2023 přinesl 3,88 MJ fúzního výkonu (při vstupu laseru 2,05 MJ) – nejvyšší hodnotu v historii lasers.llnl.gov. NIF nyní prokázal zážeh vícekrát, což ukazuje, že jeho výsledky jsou reprodukovatelné lasers.llnl.gov. Tyto experimenty potvrzují, že fyzika fúzního zážehu funguje, i když zůstávají ve srovnání s celkovou spotřebou energie zařízení velmi malé.
- Nové světové rekordy: Na začátku roku 2024 přinesly závěrečné experimenty JET rekordních 69,26 MJ fúzní energie v jednom pulzu euro-fusion.org. Tento „nový světový rekord“ byl dosažen při šestisekundovém udrženém hoření s použitím pouze 0,21 mg paliva euro-fusion.org – což odpovídá energii spálení 2 kg uhlí. Mezitím čínský tokamak EAST posunul hranici délky pulzu: v lednu 2025 udržel vysokovýkonné plazma po dobu 1 066 sekund (téměř 18 minut) english.cas.cn, čímž překonal svůj předchozí rekord 403 sekund. Tyto výsledky ukazují, že dlouhodobý, stabilní provoz plazmatu (nezbytný pro elektrárny) se stává možným.
- Úspěchy soukromých laboratoří: Zařízení „Norm“ od TAE (jaro 2025) a Polaris od Helionu (2024) představují důkazy konceptu v podmínkách fúze v soukromém sektoru datacentremagazine.com, world-nuclear-news.org. CFS nainstalovala většinu zařízení pro SPARC (včetně nové generace supravodivých magnetů) a plánuje první plazma přibližně za dva roky. Helion staví svou první elektrárnu podle továrního harmonogramu. Každý týden přicházejí zprávy o nových kontraktech nebo investicích – například nedávné financování TAE od Googlu a dohoda Microsoftu s Helionem ilustrují rostoucí sázky korporací na fúzi.
Odborné pohledy: Přední vědci a tvůrci politik jsou nadšení, ale opatrní. Na COP28 na konci roku 2023 americký zmocněnec pro klima John Kerry řekl, že „fúze má potenciál změnit náš svět“ weforum.org, a 35 zemí podepsalo iniciativu na podporu výzkumu a vývoje fúze weforum.org. Kim Budilová, ředitelka LLNL, poznamenává, že soukromé inovace se zrychlují, ale připouští, že skutečné elektrárny mohou být stále „dvě nebo tři desetiletí vzdálené“ weforum.org. Vedoucí EUROfusion uvádějí, že úspěch JET „posiluje důvěru“ ve vývoj fúze euro-fusion.org. Bob Mumgaard z CFS tvrdí, že větší investice jsou oprávněné: „pokud se nepřipravíte, [fúze] nebude [úspěšná]“ reuters.com. Zastánci fúze často zdůrazňují její přínosy: například generální ředitel EUROfusion Ambrogio Fasoli říká, že nedávné experimenty „prohlubují naše porozumění“ a zvyšují důvěru, že ITER a budoucí elektrárny DEMO budou fungovat euro-fusion.org. Michl Binderbauer z TAE nadšeně tvrdí, že fúze nabízí „téměř neomezenou čistou energii“ v kompaktních zařízeních datacentremagazine.com.
Výzvy komercializace: Navzdory nadšení přetrvávají obrovské výzvy. Aby došlo k zažehnutí fúze, musí palivo dosáhnout ~150 milionů °C a zůstat dostatečně dlouho udrženo – což vyžaduje extrémní inženýrství weforum.org. Materiály musí snášet intenzivní neutronové záření a tepelný tok. Ekonomicky musí být reaktory mnohem levnější: překročení nákladů u ITERu podtrhuje rozsah a nákladnost fúzního inženýrství world-nuclear-news.org. Zajištění paliva není triviální: tritium je radioaktivní a vzácné, takže budoucí elektrárny budou potřebovat lithiumové přikrývky pro jeho výrobu. Možná nejzásadnější je, že čistý výkon je stále neprokázaný. Jak uvádí Reuters, „největší technologickou otázkou“ fúze je, jak získat více energie, než se do procesu vloží reuters.com. Americké ministerstvo energetiky označuje loňský průlom za „zásadní vědecký průlom, který vznikal desítky let“, což podtrhuje, jak dlouhá cesta to byla theguardian.com. Britský ministr Andrew Bowie varoval, že i úspěch JET je „teprve začátek“ – je potřeba další inovace a investice (Velká Británie se zavázala investovat 650 milionů liber do výzkumu fúze)euro-fusion.org.
Budoucí dopad fúze: Pokud se tyto výzvy podaří překonat, fúze by mohla dramaticky změnit energetiku, klima i geopolitiku. Palivo pro fúzi (deuterium, tritium vyráběné z lithia) je v podstatě neomezené a dostupné po celém světě. Na rozdíl od fosilních paliv fúze nevypouští žádné CO₂ a – jak uvádí EUROfusion – spalování izotopů vodíku produkuje „obrovské [tepelné] množství energie bez jakéhokoliv příspěvku ke skleníkovému efektu“, „bez dlouhodobého odpadu“ a „provoz je ze své podstaty bezpečný“ euro-fusion.org. V praxi může jeden kilogram fúzního paliva poskytnout tolik energie jako miliony kilogramů uhlí. To znamená, že fúze by mohla dodávat nepřetržitý základní výkon, který by doplňoval solární a větrnou energii, a potenciálně výrazně snížit uhlíkové emise z energetiky a průmyslu. Mohla by z každé země udělat vývozce energie: geopolitika ropy a plynu by se změnila, pokud by energie byla tak běžná jako mořská voda. Analytici tvrdí, že potenciál fúze je těžké přecenit. Jak uvedl Reuters, CFS tvrdí, že budoucí elektrárna ARC by mohla „revolučně změnit globální energetický průmysl“ využitím „prakticky neomezeného zdroje energie“ podobného hvězdám reuters.com. Skutečně, mnoho vlád nyní považuje fúzi za součást strategie dosažení nulových emisí – i když zároveň mírní očekávání ohledně časového horizontu.
Výhled: Jaderná fúze není krátkodobým řešením klimatické nouze. Jak poznamenává jeden článek Guardianu, vědci „varovali, že technologie je daleko od toho, aby se proměnila v životaschopné elektrárny“ theguardian.com. Nikdo neočekává, že by fúze napájela síť v tomto desetiletí. Došlo však k jasnému posunu: po desetiletích stagnace financování je fúze nyní podporována hlavními vládami (rozpočty USA, EU, Číny a Velké Británie rostou weforum.org), mezinárodní spoluprací (ITER, STEP atd.) a přílivem soukromých investic. Přední výzkumníci v oblasti fúze se shodují, že úspěch bude vyžadovat globální spolupráci: jak řekla Kim Budil z LLNL, „partnerství veřejného a soukromého sektoru“ jsou nezbytná weforum.org.
Pro veřejnost je hlavním poselstvím, že energie z fúze je závod – vysoce rizikové, ale potenciálně vysoce výnosné úsilí. Nedávné průlomy ukazují, že fyzikální zákony fungují, ale vybudování užitečné fúzní elektrárny je inženýrský maraton. Pokud se to však podaří, odměna by mohla být ničím menším než revolucí v čisté energii: budoucností, kde je síla Slunce využívána na Zemi, pohánějící naše města a průmysl s minimálním dopadem na klima.
Zdroje: Byly konzultovány autoritativní organizace zabývající se výzkumem fúze, zpravodajské portály a vědecké publikace. Klíčové nedávné milníky a citace odborníků pocházejí ze zdrojů včetně Světového ekonomického fóra weforum.org, World Nuclear News world-nuclear-news.org, zpráv mezinárodních fúzních projektů euro-fusion.org, Reuters reuters.com a publikací Ministerstva energetiky USA/LLNL lasers.llnl.gov. Tyto zdroje poskytují faktický základ pro výše uvedený přehled vědy, historie a perspektiv fúze.
