Způsob, jakým bychom mohli energii, která pohání všechny hvězdy ve vesmíru, přinutit pracovat pro nás i přímo na Zemi, se systematicky studuje více jak půl století.
V principu je to jednoduché: směs těžkého a supertěžkého vodíku ohřejete na teplotu přes 150 milionů stupňů. Za takových podmínek vznikne plazma (elektrony se „odloupnou“ od jader atomů) a jádra obou forem vodíku se při srážkách začnou slučovat. Přitom uvolňují spoustu energie v podobě částic s vysokou kinetickou energií (konkrétně jader helia a neutronů).
Tolik ví už snad každý zájemce o techniku. Málokdo si ovšem uvědomuje, že impulz ke zřízení velkých státních programů výzkumu termojaderné fúze v Sovětském svazu a Spojených státech v polovině minulého století daly pokusy s kořeny na našem dnešním území. Ovšem oklikou přes Jižní Ameriku.
Bohatá Argentina
Argentina zbohatla během obou světových válek, kdy dodávala hovězí a obílí oběma válčícím stranám. Po válce, která vynesla do popředí zájmu všech zemí jaderný výzkum, chtěl ambiciózní prezident Juan Perón Argentinu zařadit mezi skutečné velmoci a zvládnout výrobu energie z jádra. Požádal Enrique Gaviolu, ředitele Córdoba National Observatory, aby se o tuto maličkost postaral.
Gaviola souhlasil, ale nebyl si jist, zda má Argentina dostatečnou infrastrukturu – a co bylo ještě důležitější, nezbytnou „zásobárnu vědců“. Velká Británie, která z války vyšla jako velmoc „druhého řádu“ a jen stěží držela krok s USA měla například zhruba 90 tisíc vědců. Včetně sebe, Gaviola napočítal v Argentíně vědců dvacet. Musel se poohlédnout jinde.
Nabídku „dovolené“ v Argentině tak dostala celá řada vědeckých es jako Werner Heisenberg, George Gamow či Enrico Fermi. Ovšem největší odmítly. Argentina musela vzít za vděk nižší ligou.
Nakonec došlo na doporučení Kurta Tanka, leteckého konstruktéra, který emigroval do Argentiny v plášti plném mikrofilmů s plány tryskového letadla Ta 183 Huckebein. Na scéně se tak objevil Ronald Richter.
Muž s ryze německy znějícím jménem byl rodákem z města Falkenau am Eger, později známého jako Falknov nad Ohří a od roku 1948 jako Sokolov. Narodil se v roce 1909, kdy se pro město používal zažitý německý název, který se měnil poprvé v roce 1918, pak znovu zpět na německý, aby se v roce 1948 dostalo z ryze ideologických důvodů současný název.
Od Ohře do světa
Fyzice se mladý Richter věnoval již v té době. Rodiče nestrádali, otec pracoval ve vedení uhelných dolů a malý Ronald měl k dispozici dobře vybavenou laboratoř. Po střední škole absolvoval univerzitu a vrátil se do rodného města, kde mu otec připravil místo v ústavu, kde se zkoumaly možnosti výroby benzinu z uhlí. Tam se Richter dostal k elektrickému oblouku, který ho doslova fascinoval.
Za války zůstal na území Říše a jako zkušený technik se stal součástí německého válečného úsilí. Údajně to pro něj byly chvíle životu nebezpečné, a nemyslíme tím (jen) úraz elektrickým proudem. V době 2. světové války pracoval v říšském Výzkumného oddělení zbraní, kde se právě kvůli svému elektrickém koníčku evidentně nevěnoval plné úsilí na oltář vítězství Třetí říše. Šéf oddělení plukovník Geist mu údajně pohrozil, že pokud se nevrátí k práci, gestapo mu udělá z lebky popelník.
I po válce střídal zaměstnání a působiště. Zájem o něj projevily Norsko, Nizozemí, Francie, USA a především pak Anglie, kam nakonec odjel. Právě v lobby londýnského hotelu ho čistě náhodou poznal profesor Kurt Tank. Richter mu tehdy vyprávěl o svém posledním nápadu: tryskovém motoru s pomocným impulsním zdrojem tahu – plazmovým rázovým reaktorem na bázi lithia a bóru. Tank byl uchvácen, a právě proto si na Richtera vzpomněl, když Argentina hledala vědce pro fúzní program.
Zlatá léta
S argentinským prezidentem Perónem si podle dostupných informací Richter již při prvním setkání „padl do oka“. Nejen nazíráním na okolní svět, ale dokonce i vystupováním.
Richter možná nebyl špičkový fyzik, ale rozhodně byl velmi výmluvný pán. Jeho životopis se hemží slovy uchvátil, přesvědčil, fascinoval. Richter měl dokonce sjednanou schůzku s Hitlerem, kterého chtěl přesvědčit o přednosti grafitu coby moderátoru pokusného štěpného reaktoru před těžkou vodou. K setkání nedošlo – naštěstí, protože využití grafitu by hned z několika důvodů Němcům zjednodušilo cestu k rozběhnutí štěpné reakce.
Ronald Richter (vlevo) s Juanem Perónem
Perón jím byl zaujat a zcela ohromen. Jak později řekl novinářům, „za půl hodiny mi vysvětlil všechna tajemství jaderné fyziky a udělal to tak dobře, že teď mám docela dobrou představu o tomto tématu“. Obecně se tvrdí, že Perónovi slíbil termojadernou elektrárnu s lacinou energii pro argentinský průmysl.
V každém případě výsledkem jednání bylo přepychové bydlení pro Ronalda Richtra a jeho paní Ilse, luxusní měsíční plat 1 250 dolarů a především bianco šek a neomezenou vládu na ostrovem Huemul v překrásném jezeře Nahuel Huapi pod kulisou zasněžených And. Na ostrově Richter postavil hrad, za jehož branami se měla slučovat jádra a uvolňovat přitom energii v souladu s „předpovědmi“ pánů Francise Astona a Alberta Einsteina.
Richter se pustil v podstatě nerušeně do práce; podle záznamů ve svém deníku nebyl nikdy pod velkým tlakem. V únoru 1951 pak dospěl díky špatné interpretaci dat z experimentu k názoru, že jeho zařízení skutečně dokáže spolehlivě vytvořit vhodné podmínky pro slučování jader vodíku – a že se tedy rychle blíží chvíli, kdy téměř doslova „sneseme hvězdy na Zem“.
Poprask
Domnělý úspěch Richter obratem nahlásil Perónovi. Ten 24. března 1951 na tiskové konferenci řekl, že Argentina umí uvolnit jadernou energii bez štěpení uranu. Prezident dokonce tvrdil, že každý si bude moci koupit energii v půllitrové láhvi. Začaly se dít věci.
Do kanceláře Igora Kurčatova, sovětské „jedničky“ na jadernou energii, vtrhl ministr průmyslu Jefremov a mával výtiskem Pravdy v ruce. „Igore Vasilijeviči, termojaderná syntéza zafungovala! V Argentině nějaký Richter objevil jak na to…!“ Výzkum fúze se náhle stal prioritou.
Brzy se objevil i státní program na vyzkoušení zařízení, které vymysleli soudruzi Jevgenij P. Tamm a jeho žák Andrej D. Sacharov a které odpočívalo Lavrentiji. P. Berijovi v šupleti. Pátého května 1951 rozhodnutí o výzkumu podepsal Josif V. Stalin. Tak začala cesta k vytvoření prvního tokamaku, jehož největší exemplář – tzv. ITER, se dnes staví ve francouzském Cadarache.
Ronald Richter se svou kočkou zvanou Ypsilon
ITER by měl být prvním tokamakem s významně „ziskovou“ energetickou bilancí; měl by tedy vyrábět desetkrát více energie, než kolik bude ke svému provozu spotřebovávat. Projekt nebude bohužel „elektrárnou“, protože neobsahuje žádné zařízení, které by umožnilo fúzní energii měnit na elektřinu, měl by ovšem otevřít cestu ke stavbě první prototypové fúzní elektrárny, která by měla být zhmotněním Richterova snu - ovšem podstatně dražším a komplikovanějším, než v jaké nejen on doufal.
O argentinské tiskovce se díky svému otci dozvěděl také americký fyzik Lyman Spitzer, toho času na lyžích v Aspenu. V podstatě ještě s lyžemi Spitzer přišel s nápadem na jiné zařízení pro vytvoření podmínek pro fúzi na Zemi, tzv. stelarátor. Jeho nápad získal státní podporu a Amerika se tak vydala do neznámé džungle plné plazmatu stejně jako Sovětský svaz. To všechno způsobila (nepravdivá) informace Ronalda Richtera.
Na rozdíl od fyziky plazmatu jako celku Richter z tiskové konference nic pozitivního nezískal. Odborníci jeho oznámením nevěřili. Rostl tlak na to, aby Perón Richtra nechal důkladně zkontroloval, a tak prezident nakonec musel povolit, i když Richtera stále nezatratil. Komise složená pouze Argentinců v září 1951 prohlásila, že Richterův experiment dosahuje příliš nízkých teplot, než aby dosáhl fúze a doporučila projekt Huemul uzavřít. Richter ho nakonec musel opustit na konci roku 1952.
Když plukovníci roce 1955 Peróna sesadili. Richtera chvíli vyšetřovali, dokonce prý strávil tři dny ve vězení. Ovšem až na to, že se mu zastavila apanáž, nechala ho nová vláda v podstatě být. Richter měl samozřejmě v té době již poměrně špatnou pověst a měl problém najít „klienty“, kteří by mu naslouchali. Ví se, že navštívil Libyi a Irán. Chtěl do USA, ale nedostal vízum. Žádal o grant amerického letectva, ovšem neúspěšně. V podstatě zapomenut zemřel v Argentině v roce 1991.
Naděje ve „zříceném“ oblouku
S čím vlastně experimentoval Richter na ostrově Huemul? Se svou celoživotní vědeckou „láskou“ – elektrickým obloukem. Richter se domníval, že pomocí oblouku dokáže ohřát plazma do termojaderných teplot.
Richter s obloukem pracoval především na nestabilních režimech, které vyžadují vysoké hodnoty budícího napětí. Jak patrno z výrazu „nestabilní“, oblouk se v takových režimech nakonec přeruší. Výbuch, který předcházel přerušení oblouku, považoval Richter za klíč k odemčení fúze. Měl to podle něj být okamžik, kdy rázová vlna ohřeje plazma oblouku na takové teploty, že by některá jádra mohla překonat vzájemný „odpor“ a začít se spojovat.
Byla to pouze domněnka, neboť se mu nepodařilo řádně změnit teplotu plazmatu v oblasti rázové vlny. A to i přesto, že se problému věnoval již roky před příjezdem do Argentiny, kde na druhou stranu poprvé dostal skutečně vhodné pracovní podmínky. Ani tak neuspěl.
To je vše, co zbylo z projektu Huemul dnes – 40 stop vysoký betonový bunkr, který skrýval Richterův reaktor. Pravdou je, že argentinští vědci byli díky Richterovým nákupům, dlouho zásobeni špičkovou technikou.
Z dnešního pohledu není jeho neúspěch překvapivý. Měl sice neotřesitelné přesvědčení, že jeho plazma s rázovými vlnami bude fungovat, jeho zkušenost s tímto plazmatem však spočívala na velmi chatrných základech – na dřívějších experimentech v Sokolově, ve zbrojovce Suhler Waffen und Fahrzeugwerke a snad vlastních vedlejších experimentech v Dessau ve firmě Junkers. To vše dohromady představovalo jen několik měsíců práce - a navíc bez použití jaderného paliva.
Vážně vzato, první skutečně zajímavé výsledky měly jeho pokusy v bunkru AEG (Allgemaine Elektricität Gesselschaft ) - Hochspannungsinstitut. Při nich do svého zařízení vstřikoval hydrid lithia LiH (bohužel nikoliv deuterid lithia Li6D, u kterého by pravděpodobnost uskutečnění fúze byla mnohem větší) a opravdu zpozoroval „několik“ kvant s vysokou energií, které skutečně mohly vzniknout fúzí (17.6 MeV gama záření).
I pro vybavenější laboratoře a zkušenější fúzní fyziky bylo těžké zjistit, zda při prvních pokusech pozorované neutrony vznikly fúzí v zařízení, nebo se „zatoulaly“ odjinud. Jisté je, že i pokud byly fúzního původu, v Richterově zařízení mohly takové vysokoenergetické částice vznikat jen ve velmi omezeném množství. Rozhodně ne takovém, aby je bylo možné použít jako elektrárnu. Richterovo zařízení asi nebylo vhodné východisko na stavbu reaktoru, který by dokázal vyrábět více energie, než by spotřebovával, tedy aby měl tzv. pozitivní energetickou bilanci.
Z tohoto hlediska rozhodně můžeme Richterův optimismus nazvat naivním. Pár částic s vysokými energiemi jaro (po německu „léto“) nedělá.
Na druhou stranu, i těch pár „vlaštovek“ znamenalo, že Richter s fúzí skutečně pracoval. V jeho oblouku se indukovalo silné magnetické pole, které stisklo vzniklé plazma do tenkého vlasu a na krátký okamžik se skutečně možná dosáhlo teplot dost vysokých pro dosažení jaderné fúze. Byl to podobný případ jako v roce 1958, kdy britská vláda ústy nositele Nobelovy ceny Johna Crockcrofta předčasně ohlásila, že „uvěznila hvězdu v láhvi“. Richterova idea nebyla o nic bláznivější, než dlouhý seznam návrhů fúzních reaktorů, které následovaly po něm.
Richter nebyl tedy ani podvodník, ani šarlatán. Nekriticky věřit svým teoriím není podvod. Fyzik byl Richter možná diskutabilní, ale jeho vliv byl nakonec výrazný. Tím nemyslíme jen to, že nepřímo vlastně inicioval výzkum zřízení programů výzkumu řízené fúze v SSSR a USA – ty by se rozeběhly i bez něj, byť třeba později.
Vybavení jeho první fúzní laboratoře na světě se stalo základem vybavení dvou prestižních jaderných ústavů v Argentině: Centro Atómico Bariloche a Instituto Balseiro. Šedesát let po Richterově kolosálním technologickém selhání Argentina nyní vyváží atomovou technologii do zemí jako Austrálie a Nizozemsko. Richterem zakoupený částicový urychlovač od firmy Philips byl po celá desetiletí jediný urychlovač v Jižní Americe. Invap, veřejná společnost založená při Instituto Balseiro, vyrábí satelity pro NASA. I k tomu tak trochu přispěl šarm muže, který neprávem proslul jako jeden z největších vědeckých „podvodníků“ 20. století.
Oprava: V článku byl omylem uveden nepřesný rok Richterova úmrtí (1951 místo správného roku 1991) a špatný německý název dnešního Sokolova. Za chyby se omlouváme.
