Jaderná fyzika a energetika

Nikdy si nebyly francouzské Cadarache a japonské Rokkasho tak vzdálené jako onoho slunného dopoledne roku 2005. Tehdy se rozhodlo, že tokamak ITER se postaví v Cadarache a v Rokkasho Muro bude „pouze“ komplex International Fusion Energy Research Centre (IFERC).  Japonsko bylo zklamané. Emoce však vyprchaly a zdánlivě nepřekonatelná vzdálenost se po deseti letech zkracuje na několik minut. Tak dlouho totiž bude trvat, než se data generovaná výstřelem v tokamaku ITER objeví v počítačích Remote Experimentation Centre (REC – Vzdáleného experimentálního střediska) patřících IFERC v původně zapomenuté rybářské vesničce Rokkasho Muro, deset tisíc kilometrů od tokamaku. Nicméně překonat vzdálenost čtvrtiny rovníku je i pro nehmotná data určitý problém…

Přirozený je chaos, pořádek je podezřelý a příroda se mu brání. Jinými slovy, k udržení pořádku je třeba vynaložit energii. V moderním tokamaku, jakým bude ITER, bude potřeba udržovat pořádek například v teplotách. Zatímco ve vakuové komoře bude teplota 150 miliónů (a to už je opravdu jedno, jestli stupňů Celsia nebo kelvinů), jen pár metrů vedle ve vinutí supravodivých magnetů potřebujeme teplotu 4 kelviny. Udržet tyto dvě tolik rozdílné teploty spořádaně tak blízko sebe není vůbec jednoduché!

Slyšeli jste o runaway elektronech (REs)? Neslyšeli? Ani o ubíhajících elektronech? Není divu, v běžném životě se s nimi nesetkáte. Možná v horních vrstvách atmosféry v bouřkově aktivních oblastech, kde lze pozorovat krátké záblesky gama záření TGF (Terestrial Gamma-ray Flashes); ty prý pocházejí právě od ubíhajících elektronů, které mají relativistické rychlosti. Vznikají, když dostatečně poklesne počet srážek elektronů s atmosférou díky rostoucí rychlosti částic. Elektrony nebrzděné srážkami dosahují takřka nadpřirozených rychlostí. Stačí k tomu malé, ale stálé elektrické pole.

Plocha staveniště nejdražšího vědecko-technického projektu na zemi o rozloze 42 hektarů hýří činorodostí. A bylo tomu tak po celé léto. Šest budov je v různém stadiu výstavby, v různém stadiu přípravných prací jsou tři další budovy. V červnu se na stavbě pohybovalo 1 500 lidí. Šest let po začátku stavby v Saint-Paul-lez-Durance, Francie. Na obzoru se rýsuje první termojaderný reaktor v historii lidstva!

Znáte slogan „Nejsme čipsy, jsme brambůrky“? Petr Hobža ze Strakonic, který začínal se šesti kilogramy brambor upravovanými na teflonové pánvi ve stánku na koupališti, nyní denně na výrobu brambůrků (ne čipsů) spotřebuje 40 tun brambor. Zpracovává je na unikátní lince vlastní konstrukce složené z komponent jiných amerických či japonských linek. Česká republika se zkrátka umí zviditelňovat důvtipem českých mozků a umem českých rukou. A zdaleka ne jen v souvislosti s brambůrky, tvarůžky a pivem: um a vyspělost společnosti se měří účastí na mezinárodních vědecko-technických projektech. Několik českých strojírenských a technologických firem se podílí i na největším pozemském energetickém projektu pro budoucnost – na stavbě mezinárodního termojaderného experimentálního reaktoru ITER v jižní Francii v Cadarache.

Obrovský fúzní reaktor ITER, který se právě staví v jižní Francii, má být prvním fúzním zařízením na světě, které dosáhne pozitivní energetický výtěžek. To znamená, že nám vydá více energie, než kolik jí musíme do uskutečnění fúzní reakce vložit. Nebude však ještě elektrárnou, ale stále jen experimentálním zařízením. Jak tedy poznáme, že fúzní výkon je dostatečný? Pomohou nám malé štěpné komory, či spíše komůrky o rozměru tužky, které budou umístěné blízko plazmatu, aby „počítaly“ neutrony – produkty fúzní reakce. Mohou se zdát titěrně malé v porovnání s 23 500 tunovým tokamakem ITER,  hrají však veledůležitou roli. Měřením neutronového toku z plazmatu budou tato vysoce přesná zařízení pomáhat vědcům sledovat výstupní fúzní výkon.