Jaderná fyzika a energetika

Článků v rubrice: 482

Japonsko a Evropa dokončily montáž celosupravodivého tokamaku JT-60SA

Ve stínu šampiona – tokamaku ITER - probíhala montáž, z níž se vynořil největší tokamak na světě, japonský JT-60SA (Super Advanced). Pokud se jej podaří oživit podle plánu už koncem tohoto roku, bude skutečně největším činným tokamakem. Se svými 130 m3 plazmatu překoná oxfordský JET (Joint European Torus) o 50 m3. JT-60SA je třetím celosupravodivým tokamakem, které jsou jen v Asii, a to v Číně, Jižní Koreji a nyní i v Japonsku.

Fotogalerie (2)
Poslední úkol sestavy hlavního korpusu - instalace víka kryostatu - byl dokončen v březnu 2020. Koncem roku se plánuje celkové uvedení do provozu. (Credit © ITER Organization, http://www.iter.org/)

Tokamak JT-60SA v japonském Naka je určen ke studiu pokročilé fyziky plazmatu na podporu budoucího provozu tokamaku ITER a jeho následníků. Po sedmi letech montáže je projekt financovaný a realizovaný ve spolupráci s Evropou připraven ke startu. Poslední dílčí montáž hlavního korpusu – zakrytí kryostatu víkem - byla dokončena v březnu 2020. Spouštění tokamaku je naplánováno na konec roku. Bude to řada funkčních testů (vakuové čerpání, vychladnutí magnetu atd.), a konečně i zažehnutí prvního plazmatu. To by mělo nastat právě pět let před plánovaným zahájením provozu ITER.

„Širší přístup“

JT-60SA je součástí dohody o Širším přístupu (Broader Approach), společného programu výzkumu a vývoje jaderné syntézy, schváleného a spolufinancovaného Evropským společenstvím pro atomovou energii (Euratom) a japonskou vládou zastoupenou Ministerstvem pro vzdělání, kulturu, sport, vědu a techniku (MEXT). Dohoda, která byla podepsána v roce 2007, zahrnovala  také podmínku, že ředitelem Organizace ITER bude Japonec. Po dvou pokusech s japonskými řediteli Kaname Ikedou  a Osamu Mojimou však Organizaci ITER v současnosti řídí Francouz Bernard Bigot. Další součástí smlouvy bylo postavení IFMIF (zařízení na zkoušení odolnosti materiálu vůči ostřelování neutrony), možnost ovládání tokamaku ITER z Japonska a společné práce na následném tokamaku DEMO. Zdá se, že v Širším přístupu se zatím nejlépe prosadil pouze celosupravodivý tokamak JT-60SA a i kdyby zůstalo jen při něm, není to rozhodně málo!

Vylepšené zařízení nahrazuje tokamakový experiment, který fungoval v institutu Naka Fusion Institute v letech 1985 až 2008 (nejprve jako JT-60, poté jako JT-60U). Používá původní budovy, ohřevové zařízení neutrálním svazkem (NBI), některé zdroje napájení a pomocná zařízení. Všechny rozměrné součásti – včetně vakuové nádoby, supravodivých magnetů a vše pokrývajícího kryostatu - byly modernizované a vyrobil je Národní ústav pro kvantovou a radiologickou vědu a technologii (Quantum and Radiological Science and Technology QST, Japonsko) a Evropská domácí agentura pro ITER (European Domestic Agency for ITER, Fusion for Energy).

Parametry satelitu podporujícího projekt ITER

JT-60SA                ITER

Velký poloměr [m]                                        ≈ 3,0                     ≈ 6,2

Malý poloměr [m]                                         ≤ 1,18                  ≤ 2,0

Proud v plazmatu [MA]                                ≤ 5,5                     ≤ 15

Toroidální magnetické pole na ose [T] ≤ 2,3/NbTi              ≤ 5,3/Nb3Sb

Protažení plazmatu                                       ≤ 2,0                     ≤ 1,8

Trojúhelníkovost plazmatu                          ≤ 0,5                     ≤ 0,5

Objem plazmatu                                            ≈ 130                    ≈ 840

Délka induktivně buzeného pulzu               100                       ≥ 400

Zdroj: www.jt60sa.org (The Project/Relation to ITER).

JT-60SA je plně supravodivý tokamak schopný udržet vysokoteplotní deuteriové plazma během pulzů dlouhých 100 sekund, s proudem v plazmatu až 5,5 MA, velkým výkonem dostatečným pro ohřev plazmatu, buzením proudu a s vodou chlazeným divertorem odolávajícím tepelným tokům 15 MW/m². Bude schopen pracovat s různými průřezy plazmatu (protaženými či trojúhelníkovými) a proměnným „aspect ratio“ (poměrem velkého a malého poloměru vakuové komory). S objemem plazmatu 130 m³ se zařízení ujímá vedení coby největší činný tokamak na světě - tedy od prvního plazmatu až do odstartování tokamaku ITER, který má štafetový kolík převzít v roce 2025.

Jeho specifické parametry umožní týmu se sídlem v Nace provádět výzkum klíčových fyzikálních otázek pro ITER a pro jeho následníka DEMO, např. vývoj optimalizovaných operačních režimů; otázky stability a kontroly, transportu a udržení a chování částic s vysokou energií; fyziku piedestalu a okrajového plazmatu; vzájemného působení plazmatu s materiálem; fúzního inženýrství; teoretických modelů a simulačních kódů.

Výměny vědců i materiálů

Již nyní budou pro Organizaci ITER velmi cenné zkušenosti s montáží, instalací, uvedením do provozu a spuštěním JT-60SA. Díky třístranné dohodě podepsané v listopadu 2019 mezi Organization ITER, Rokkasho Fusion Institute a Fusion for Energy (Evropskou agenturou F4E) bude projekt ITER těžit ze znalostí a zkušeností získaných vývojem projektů patřících Širšímu přístupu, zejména týkajících se tokamaku JT-60SA. Trojstranná dohoda předpokládá výměnu údajů a informací; výměnu vědců, techniků a dalších technických odborníků; výměnu zařízení, materiálů a přístrojů; a společně prováděné experimenty, včetně experimentů vzdálené účasti.

Sestavení trvalo sedm let (2013–2020)

Veřejné zakázky na komponenty byly sdíleny, přičemž Evropa přispěla cívkami toroidálního pole, vedením z vysokoteplotního supravodiče, kryostatem, kryohospodářstvím a částí napájecích zdrojů, zatímco Japonsko dodalo cívky poloidálního pole, vakuovou nádobu, komponenty uvnitř komory, základní napájecí zdroje, tepelné štíty, rozšíření kryostatových portů, montážní, demontážní a dálkové manipulační nástroje.

Po březnovém uzavření kryostatu horním víkem - posledním slovem dlouhé montážní věty hlavního tělesa - zaslal generální ředitel Organizace ITER Bernard Bigot gratulaci: „Nejsrdečnější gratulace týmu k úspěšnému dokončení tokamaku JT-60SA, skvělé demonstrace schopnosti QST a spolupráce Evropy a Japonska s cílem dokončit tento kritický milník konstrukce tokamaku včas. Těšíme se na letošní podzim, těšíme se na první plazma tokamaku JT-60SA.

Milan Řípa
Poslat odkaz na článek

Opište prosím text z obrázku

Nejnovější články

Velký bratr vás sleduje

Pokud brouzdáte po internetu, jste stále atakováni reklamami. Někteří inzerenti na vás ale číhají i nepozorováni. Nabídky v reálném čase (RTB) jsou procesem, při kterém ...

Top 10 podivných věcí, které byly hacknuty

Protože technologie zabírají stále významnější část našeho života, jsou také stále bližší (a častější) nejrůznější počítačové hrozby.

Jihočeský jaderný park

Jihočeský kraj, ČEZ a ÚJV Řež zakládají Jihočeský jaderný park. Projekt má urychlit přípravu a zavádění malých modulárních reaktorů v České republice.

Výměna rotoru jednoho ze dvou největších českých generátorů

Zařízení, které produkuje přibližně 10 % české spotřeby elektřiny, prochází kontrolami a modernizací. Technici do generátoru prvního bloku JE Temelín na konci května instalovali záložní rotor generátoru.

Vodík a grafen z metanu

Na břehu řeky Cam, blízko místa, kde trénují vysokoškolské veslařské týmy Cambridge, druhé nejstarší britské univerzity, stojí šedý přepravní kontejner připravený pro Abu Dhabi.

Nejnovější video

Jak funguje PCR test na coronavirus

Krásně a jednoduše vysvětleno se srozumitelnými animacemi. V angličtině.

close
detail