Za pionýrem ruské fúze – Vladimírem Mučovatovem

Dne 26. ledna 2026 zemřel v 91 letech ruský fyzik, který se zasloužil nejen o několik ruských tokamaků (včetně T-1, který dnes slouží na FJFI ČVUT pod jménem Golem), ale i o samotný ITER, největší a nejdražší pozemské vědecko-technologické zařízení, které nyní staví sedm států společně na jihu Francie. Povězme si něco o fyzicích, kteří stáli u jejich zrodu.

TOKAMAK vyšlechtil Arcimovič

Zařízení na uskutečnění jaderné fúze, tokamak, vymysleli v Rusku O. A. Lavrentěv , A. D. Sacharov a I. J. Tamm. Koncem padesátých let minulého století postavila skupina Plazmatického oddělení Ústavu pro atomovou energii první zařízení tokamak T-1 a brzy na to tokamak T-1 M, který pod názvem Golem funguje do dnešních dnů na Fakultě jaderné a fyzikálně inženýrské ČVUT v Praze, aby předváděl studentům, jak vypadá vysokoteplotní plazma. Moskevskou skupinu vedl Lev Andrejevič Arcimovič. Arcimovič se brzy stal uznávanou světovou autoritou. Arcimoviče pouštěl ředitel ústavu Kurčatov za hranice velmi nerad – obával se, že jeho nepříliš diplomatické vystupování nenajde u kolegů vědců pochopení. Když na konferenci v Salzburgu 1961 Arcimovič bez ostýchání a s gustem vytkl chyby v prezentaci Frederica Coengstena a Richarda Posta z Livermoru, Američané od Rusů žádali omluvu. Arcimovič jim místo omluvy sdělil, že „nejsou v ústavu pro výchovu šlechtičen (institut blagoprijatnych děvic)“ aby jeden druhému skládali komplimenty. Arcimovič se ve světě stal po zásluze fúzní osobností číslo jedna.

Zajímavé, co o Arcimovičovi prozradil již zmíněný spoluautor tokamaku Lavrentěv:

Na základě dokumentu komise bylo přijato rozhodnutí Rady ministrů, podle kterého zpracováním problému MTR (Magnitnyj termojaděrnyj reaktor) byli pověřeni LIPANovci (pracovníci Laboratoriji Izmeritělnych Priborov). Hlavním vedoucím byl jmenován Arcimovič a vedoucím teoretických prací Leontovič. Autoři návrhu Tamm a Sacharov se stali stálými konzultanty (rozumělo se, že hlavním úkolem, za který nesli odpovědnost, byla především práce na termojaderné bombě). Ve všech dalších činnostech týkajících se MTR byla úloha Arcimoviče a Leontoviče velmi důležitá. Arcimovič měl zkušenosti s plazmatem, které získal, když se zabýval elektromagnetickými metodami rozdělení izotopů pro atomovou bombu. Mnohem důležitější byly jeho znalosti obecné fyziky, nádherné spojení experimentální techniky s teorií, ostrý, skeptický a současně progresivní „tah na branku“. Arcimovič měl velkou zásluhu ve výběru tokamaku coby hlavního směru výzkumu. Co se týče Leontoviče, lepšího vedoucího teoretických prací nebylo možné najít. Sice moc nevěřil ve finální úspěch, ale dělal vše pro to, aby se ho dosáhlo. Jeho vztah ke spolupracovníkům byl otcovský, otevřený a náročný. Ohromné úspěchy v teoretické fyzice plazmatu MTR by bez něho nebyly možné.

Lavrentěv vzpomínal, jak byl pozván k Arcimovičovi domů. Šedé sídliště, domů hodně a jeden jako druhý. „Zeptal jsem se milicionáře na ulici, kterou mi napsal Lev Andrejevič, milicionář se prohraboval v papírech, ale marně. Koho vlastně hledáte? Lva Arcimoviče! Máte říci hned. To je hned za druhým rohem! Profesora tu zná každý! “ Takže nejen ve světě, ale i v ulici!

Není divu, že pod Arcimovičovým vedením vyrostli takoví velikáni jako optik Lukjanov, Šafranov – autor kritéria stability (spolu s Američanem Kruskalem), Mirnov – Mirnovovy cívky pamatujete?, Strelkov – dobrý známý prof. Jana Mlynáře, Razumová – poprvé potvrdila Šafran-Kruskalovo kritérium na tokamaku, Javlinskij s velkou zásluhou na vývoji tokamaku a V. Mučovatov (*10. listopad 1935, † 26. leden 2026).

Pionýr ruské fúze – Vladimír Mučovatov

Vladimir Mučovatov byl přední ruský fyzik plazmatu z Kurčatovova institutu a průkopník výzkumu fúze, jehož práce formovala fyziku tokamaků a projektu ITER od jejich raných fází. Svou kariéru v Kurčatovově institutu zahájil v roce 1958, kde pracoval na tokamaku T-1 a sehrál významnou roli v základním vývoji výzkumu tokamaků, a to od teoretické fyziky plazmatu až po návrh tokamaku. Spolu s Vitalijem Šafranovem je autorem slavného vzorce popisujícího rovnováhu plazmatu v tokamaku, publikovaného v roce 1971 v časopise Nuclear Fusion. Navrhl také tokamak T-6, který byl uveden do provozu v roce 1965. Díky svojí průlomové výzkumné práci v oblasti tokamaků byl součástí týmu, který v roce 1971 získal Státní cenu SSSR.

Stroj s hořícím plazmatem

Během fáze koncepčního návrhu (CDA, 1988–1990) byl jako člen ústředního týmu ITER klíčovou vědeckou osobností při vytváření fyzikálních základů návrhu tokamaku ITER. Jeho příspěvky byly zásadní pro posun výzkumu tokamaků od experimentů v malém měřítku k masivním technickým požadavkům stroje s „hořícím plazmatem“, jako je ITER. Hrál ústřední roli při vývoji zákonů pro škálování energetického udržení, charakterizaci transportních koeficientů a vedení expertních skupin pro fyziku ITER (které byly předchůdci skupin Mezinárodní fyziky a inženýrství tokamaků (ITPEA)), se zaměřením konkrétně na transport a udržení.

Během následujících aktivit inženýrského návrhu ITER (1992–2001) pracoval Vladimir Mučovatov v San Diegu (USA) a v Nace (Japonsko) jako člen fyzikální divize ústředního týmu. Jeho nejvlivnějším příspěvkem v této fázi byl tzv. „zákon pro škálování udržení“, který položil základy pro predikci výkonu ITER a který dodnes zůstává referenčním prvkem pro experimenty a návrhy tokamaků. Koncem 90. let 20. století prošel návrh ITER zásadní revizí. Výsledkem je stroj s elektrickým proudem v plazmatu 15 MA, který se dnes staví v Cadarache. Mučovatov poskytl fyzikální validaci pro „správnou velikost“ provedením analýzy, která ukázala, že stroj ITER by mohl při tomto proudu plazmatu 15 A dosáhnout svého primárního cíle Q ≥ 10 a umožnit studium fyziky hořícího plazmatu a technologií fúze. V rámci ITPEA koordinoval mezinárodní experimentální úsilí na mnoha tokamacích, aby ověřil, zda zákony škálování udržení vyvinuté během CDA (Conceptual Design Activities (1988–1990)) platí i pro vyvíjející se návrh EDA (Engineering Design Activities (1992–2001)). Působil také jako editor dvou klíčových článků o jaderné fúzi pro ITER (ITER Physics Basis a Progress in the ITER Physics Basis), a významně přispěl ke kapitole o plazmovém udržení a transportu.

Od ledna 2007 do června 2010 pracoval v ITER jako vedoucí vědecký pracovník v oddělení fúzní vědy a techniky. Jeho úkolem bylo zajistit, aby vyvíjející se inženýrské a stavební řešení tokamaku ITER zůstalo v souladu se stanovenými vědeckými plány. Pokračoval ve zdokonalování zákonů pro škálování udržení, byl spoluautorem výzkumných prací, které předpověděly, jak provoz ITER překlene mezeru k fúzním energetickým reaktorům, a zaměřil se na otázky „hořícího plazmatu“, jako je chování energetických částic a efekty samoohřevu. Přispěl také k raným verzím výzkumného plánu ITER a zejména k analýze hybridních a ustálených provozních scénářů.

Po odchodu z ITER se Vladimir Mučovatov vrátil do Kurčatovova institutu a po mnoho let zůstal aktivní ve výzkumu fúze. Organizace ITER mu je vděčna za položení fyzikálních základů projektu ITER. Kolegové, kteří měli tu čest s ním pracovat, si ho budou vždy pamatovat pro jeho moudrost a laskavost.

(Dle článku z ITER Newsline, překlad M. Řípa)

To byl také Vladimír Mučatov

S Vladimírem Mučovatovem (a Lvem Arcimovičovem) je spojen jeden fúzní příběh. Shodou okolností druhým hrdinou je fúzní geroj Lev Arcimovič. Na legendární Mezinárodní konferenci o fyzice plazmatu a řízené termojaderné fúzi v Novosibirsku roku 1968, bylo vysunuto do popředí zájmu vědecké komunity zařízení zvané tokamak. A je zde do dnešní doby. Již tak populární vedoucí fyzik termojaderné fúze Lev Arcimovič byl po konferenci pozván do Spojených států, aby s Američany diskutoval o této fúzní senzaci – o tokamaku. Mezitím v Moskvě usilovně pracovala skupina z Harwelu vedená Derekem Robinsonem na instalaci zařízení pro přímé měření teploty elektronů pomoci laserového rozptylu. Rekordní teplotu elektronů měřili zatím v Moskvě nepřímo pomocí diamagnetického signálu. Ještě v Novosibirsku se domluvil L. Arcimovič s britskou skupinou vedenou jeho dobrým známým (Derekem Robinsonem), aby přijela do Kurčatova změřit teplotu jejich objevem – rozptylem laserového paprsku na elektronech. Domluva byla stvrzena jak jinak než vodkou na Arcimovičově dače. Transport světové novinky – zařízení na přímé měření laserovým rozptylem – z Anglie do Moskvy nebyl vůbec jednoduchý. Jak po technické, tak po kulturní stránce. Už jen doprava sedmi tun aparatury vyžadovala speciální letadlo, kterým byl dopravní stroj Pákistánských aerolinii s dostatečně širokými vraty. Manželky anglických fyziků v Moskvě si stěžovaly, že musí stát na maso hrozné fronty a když konečně přijdou na řadu, postaví se před ně válečný veterán s předností, a tak stejně nic nedostanou.

Šéf sovětské fúze Lev Arcimovič byl stále nervóznější a položil zasmušilým Britům nůž na krk. „Pokud se vrátím ze Států a laser nebude měřit, jedete domu. Nemůžeme tady strávit rok s vaším vynálezem, který nefunguje.“ A jak to dopadlo?  Angličani změřili a naměřili vyšší teploty než Moskvané.

Tehdy vymyslel Mučovatov pro Arcimoviče vtipné přivítání. Nechal bez oddechu pracující Angličany napsat dopis „podepsaný“ M. B. Gottliebem, bossem, že PPPL – Princeton Plasma Physics Laboratory – slavná americká laboratoř, koupí od Moskvy jejich tokamak T3, který se proslavil v Novosibirsku. Podpis ředitele Princetonu zfalšovali přes okenní sklo. Radostný Arcimovič se vrátil ze států, plný chvály amerických kolegů, a teď ho doma čekala úžasná žádost zpoza Atlantiku. Mučatovova ani ve snu nenapadlo, že nedůvěřivý Arcimovič jeho legraci uvěří. Stalo se. Arcimovič uvěřil a na pravidelné pondělní schůzce oddělení vyprávěl nadšeně o přivítání v Americe a na závěr překvapené kolegy informoval o žádosti Melvina B. Gottlieba. Mučovatov zbledl – tušil, že bude asi zle. Arcimovič totiž běžně legraci příliš nerozuměl. Ale stal se pravý opak. Zkroušený Mučovatov třesoucím se hlasem vysvětlil svému šéfovi, že z PPPL žádný dopis neposlali. Arcimovič se zarazil, ale kupodivu se nerozzlobil, naopak se jen vyptával, jak „vtipný“ dopis se žádostí vznikl. Vtip přijal, zejména, když se dozvěděl, ze Gottlieb nechal předělat největší americký stelarátor na tokamak ST… Takže Amerika nakonec tokamak měla, i když to nebyl originální stroj z Moskvy. Americký tokamak posléze naměřil stejné teploty jako moskevský měřený Angličany.

Mimochodem, Vladimir Mučovatov byl posledním žijícím autorem dnes již českého tokamaku Golem.

Milan Řípa