Peter Clive Thonemann, autor ZETA

10. února 2018 zasáhla pamětníky počátků jaderné fúze smutná zpráva. Zemřel v požehnaném věku 100 let Peter Clive Thonemann, který stál u zrodu fúzního zařízení zvaného ZETA, toroidálního Z-pinče. Ve své době to bylo největší fúzní experimentální zařízení, které mělo dohnat vědecko-technický náskok Sovětského svazu (u zrodu prvních fúzních zařízení, tokamaků, stáli ruští vědci Lavrentěv, Tamm, Arcimovič a především Sacharov). Autor přežil ZETA o 49 let.

Koncem srpna 1957 se krátce po spuštění ZETA objevily neutrony. Půl roku se doufalo, že jsou fúzního původu, pak se prokázal jejich netermojaderný původ. Ale zklamání nepoznamenalo nadšení fyziků z nádherného stroje a jeho jiných experimentálních výsledků. Když se ZETA v roce 1969 likvidoval, měl na svém kontě odladění zbrusu nové diagnostiky na přímé měření teploty elektronů pomocí Thomsonova rozptylu, a více méně utajený objev zajímavé konfigurace reverzního magnetického pole.

Život vědce

Peter Clive Thonemann se narodil roku 1917 ve významné australské rodině. Jeho dědeček Emil Julius Thonemann, rakouskouherský diplomat, připlul do Austrálie v roce 1854.  Peter měl už jako školák k dispozici plně vybavenou fyzikální laboratoř a jako teenager se v rodičovském domě u Melbourne zabýval experimenty s elektrostatikou. Bakalářskou práci obhájil na Universitě v Melbourne, magisterský titul mu udělila Universita v Sydney. Zde se pravděpodobně mladý Thonemann seznámil se zajímavým jevem, zvaným pinč. Profesoři Pollock a Barraclough v Sydney v roce 1905 objasnili dostřednou deformaci bleskosvodu v továrně na kerosin v Hartley Vale Kerosene Refinery blízko Lightgow. Elektrický proud procházející plazmatem stlačoval svým magnetickým polem plazma k ose proudu. (Pinch = štípnutí, sevření, v české fyzikální hantýrce počeštěno na pinč.) O pinč efekt se do té doby nikdo příliš nezajímal, až Thonemann. Ten odjel do Evropy, konkrétně do Oxfordu, kde chtěl pokračovat ve výzkumu vysokofrekvenčního pole v plazmatu. V Oxfordu se stal vedoucím výzkumu fúze, který byl v r. 1952 kvůli utajení přesunut do Harwellu. Zde začala stavba několika toroidálních nádob, která vyvrcholila v roce 1957 spuštěním v té době největšího fúzního experimentálního zařízení ZETA (Zero Energy Thermonuclear Assembly), což byl toroidální Z-pinč. Do historie se zapsal pozitivně prostřednictvím objevu samoorganizovaného magnetického pole. Siločáry dále od středové osy míří v toroidálním směru opačně ve srovnání se siločarami poblíž středové osy.

Thonemann se po soustředění fúzního výzkumu Spojeného království do Culhamu stal zástupcem ředitele Culham Science Center a svou kariéru ukončil na universitě ve Swansea ve Walesu. Kvůli nedostatku peněz nemohl pokračovat ve výzkumu fúze (po neutronovém zklamání bylo zrušeno rozhodnutí postavit ZETA II). Thonemann si našel jiného koníčka, když použil matematický model dynamiky nabitých částic na chování bakterie E-coli v gradientech koncentrace živin. Výsledkem byla spolupráce s oddělením biologie na univerzitě.

(Thonemann mi v tuto chvíli připomíná nedávno zesnulého docenta Pavla Šunku z Ústavu fyziky plazmatu AV ČR, který svůj celoživotní zájem o plazma transformoval na pokus vypořádat se s onkologickou tkání pomocí modifikované rázové vlny.)

Příběh toroidálního pinče ZETA jsme podrobněji popsali v článku https://www.3pol.cz/cz/rubriky/jaderna-fyzika-a-energetika/455-fuzni-pribeh-zvany-zeta.