Jaderná fyzika a energetika

Článků v rubrice: 500

Japonský tokamak JT-60SA

Do podzimu 2020 byl největším fungujícím tokamakem evropský JET v britském Culhamu. Nyní ho předstihl japonský JT-60SA objemem plazmatu 130 m3 (proti 80 m3 v JET). Nic to nemění na tom, že JET je stále jediným tokamakem, který může pracovat se směsí deuterium – tritium a tudíž uvolňovat fúzní energii ve významném měřítku. I tokamak v japonském Naka bude pomáhat svým výzkumem na svět tokamaku ITER, který se staví v jižní Francii.

Fotogalerie (1)
R. Maekawa (ITER, vlevo), K. Natsume (QST, uprostřed) a S. Davis (Fusion for Energy, vpravo) v hale JT-60SA (Torus Hall) (Credit © ITER Organization, http://www.iter.org/)

V čem se liší spolupráce tokamaku JET od tokamaku JT-60SA? Když pomineme tři zásadní konstrukční rozdíly obou tokamaků, tedy již zmíněné objemy plazmatu, klasická vinutí cívek tokamaku JET resp. supravodivá vinutí cívek JT 60SA a možnost použití směsi deuteria a tritia u JET, což JT-60SA nemůže, je hlavním rozdílem doba činnosti tokamaků. Zatímco JET v Culhamu funguje od roku 1983, JT-60SA zažehl první plazma vloni. Jinými slovy startovací etapa JT-60SA bude neopakovatelným zdrojem zkušenosti pro první plazma tokamaku ITER. Zkrátka a dobře JET bude pomáhat při stacionárním režimu ITER a JT-60SA v režimu přechodovém.

Spolupráce již začala

Organizace ITER získává znalosti a zkušenosti aktivním zapojením do úvodní etapy provozu tokamaku JT-60SA v Japonsku. Úzká spolupráce je posvěcená trilaterální dohodou s partnery Širšího přístupu, což je dohoda mezi Evropou a Japonskem o výzkumu fúze. Projekty v rámci Širšího přístupu jsou: JT-60SA coby satelit tokamaku ITER; inženýrské ověření návrhů a stavba prototypu urychlovače pro testování nových materiálů (IFMIF/EVEDA) v měřítku 1:1; International Fusion Energy Research Center (IFERC), které zahrnuje realizaci a provoz superpočítače a konečně přípravná fáze demonstrační fúzní elektrárny, krátce DEMO.

Spolupráce v rámci trojstranné dohody začala vloni v roce 2020, současně s dokončením montáže tokamaku JT-60SA a zahájením úvodní etapy jeho provozu. O uvádění japonského tokamaku do provozu jsme psali zde: Japonsko a Evropa dokončily montáž celosupravodivého tokamaku JT-60SA | 3 pól - Magazín plný pozitivní energie (3pol.cz). Pro roky 2020/2021 byl definován pracovní program společných aktivit se zaměřením na sdílení zkušeností v oblastech montáže tokamaku, systémového a integrovaného uvedení do provozu včetně prvního plazmatu v JT-60SA. Získání těchto zkušeností je v současné době pro ITER nejvyšší prioritou, neboť vloni zahájil montáž reaktoru a určitě má zájem v příštích letech pokračovat s minimálními riziky.

Virtuálně a on-line

Za tímto účelem byli zaměstnanci ITER informováni o použitých postupech a zkušenostech získaných během montáže tokamaku JT-60SA a aktivně se účastní právě probíhajícího integrovaného uvádění do provozu. I když se původně předpokládalo, že několik zaměstnanců ITER bude osobně přítomno v ústavu QST Naka, kvůli omezením COVID-19 se většina „účasti“ musela uskutečnit na dálku a v Naka mohl být přítomen během jednoho roku pouze jeden zaměstnanec ITER. Bez ohledu na to se zdá, že vzdálená spolupráce byla úspěšná jak u zaměstnanců ITER účastnících se pravidelných týdenních schůzek o postupu na tokamaku JT-60SA, tak i mimořádných schůzek široké řady specialistů z ITER sdílejících na těchto setkáních netušené poznatky a nečekané zkušenosti týmu JT-60SA.

Fyzikální spouštění

V této fázi byly všechny magnety ochlazeny na velmi nízké teploty potřebné pro provoz (-269 °C) a úspěšně dosáhly supravodivého stavu. Pak se vypékala vakuová komora tokamaku, aby se v takto odplyněné komoře dosáhlo podmínek vakua nezbytných pro provoz s plazmatem. Šíře a hloubka spolupráce se v příštím roce určitě zvětší, protože již bylo dosaženo legendárního prvního plazmatu a při prvních hodinách provozu protékal plazmatem elektrický proud až 2,5 MA. Plánovaná hodnota je 5,5 MA u JT-60SA a 17 MA u ITER.

Znalosti a zkušenosti sdílené během současné fáze programu JT-60SA představují pro zaměstnance ITER jedinečnou příležitost upřesnit plány první fáze plazmatu tokamaku ITER, která zahrnuje současné uvedení do provozu všech potřebných systémů, demonstraci prvního plazmatu a provoz magnetů ITER se jmenovitými proudy v supravodivém vinutí, potřebnými pro 15 MA elektrického proudu v plazmatu. Od roku 2023 se spolupráce IO-F4E-QST na základě výzkumného plánu JT-60SA zaměří na hladký průběh plnění výzkumného plánu ITER a tak přispěje k dosažení cíle tokamaku ITER - uvolnění fúzní energie co možná nejúčinnějším způsobem.

Volně podle Alberta Loarte.

Milan Řípa
Poslat odkaz na článek

Opište prosím text z obrázku

Nejnovější články

Jaderné firmy se spojují napříč světem

Společnost Westinghouse Electric Company a Ansaldo Nucleare podepsaly novou smlouvu o spolupráci na vývoji jaderné elektrárny 4. generace využívající technologii olovem chlazeného rychlého reaktoru – LFR (Lead-Cooled Fast Reactor).

Začínají se recyklovat solární panely, lopatky větrných turbín i popel z biomasy

Udržitelné technologie produkující co nejméně skleníkových plynů jsou novým náboženstvím dneška. I obnovitelné zdroje energie ale představují problém pro životní prostředí.

Ultrakondenzátor ve vodních elektrárnách

Finská společnost UPM Energy ve svých vodních elektrárnách Ontojoki ve finském Kuhmo investuje do ultrakondenzátoru. Ten se stane prvním svého druhu, který bude použit v hydroenergetickém ...

Spojené království si vybralo uhelnou elektrárnu jako místo pro stavbu prototypu fúzní elektrárny

Není žádným tajemstvím, že pokračováním (věřme, že úspěšného) projektu tokamaku ITER bude zařízení, pro které se obecně přijal název DEMO – demonstrační elektrárna.

Fusion móda - srážka světů

Někdy se musím hodně zamyslit, zda téma patří do popularizace vědy. Popularizovat termojadernou fúzi kupříkladu mezi technickou komunitou není až tak inovativní a nezbytné, neb tato část společnosti ...

Nejnovější video

Jak funguje PCR test na coronavirus

Krásně a jednoduše vysvětleno se srozumitelnými animacemi. V angličtině.

close
detail