Jaderná fyzika a energetika

Článků v rubrice: 490

Stříbrný poklad pro ITER

Přitahují pozornost - blesky vylétající ze vzdáleného konce Montážní haly na staveništi největšího světového tokamaku, do něhož lidstvo vkládá důvěru ve vyřešení svého energetického hladu. Leštěný kov a pravé stříbro, materiál nezvyklý na panelech tepelného štítu, chrání sektor vakuové nádoby před infračerveným zářením. První sektor, kterým se stal sektor č. 6, je upevněn mezi ramena vysokého pomocného montážního nástroje. Na tepelný štít pro celou vakuovou nádobu (devět sektorů) je třeba více než tuna stříbra, které ze všech kovů nejvíce odráží infračervené záření.

Fotogalerie (6)
Lesknoucí se stříbrná barva umožňuje odlišit tepelný štít od šedé vakuové nádoby. (Kredit: ITER Organization, http://www.iter.org/)

Nejprve byl sektor vakuové nádoby č. 6 o hmotnosti 440 tun vztyčen do svislé polohy a zasunut do středového „V“ nástroje pro sestavování sektoru nejblíže k jámě v Tokamakové hale (SSAT-2 – Sector Sub-Assembly Tool). Psali jsme o tom zde: https://www.3pol.cz/cz/rubriky/jaderna-fyzika-a-energetika/2526-ocelova-schranka-pro-150-000-000-c-horke-plazma

Poté následoval integrovaný panel tepelného stínění navržený a postavený pro sektor č. 6. V únoru 2021 byl vnitřní panel připevněn k pravému křídlu montážního nástroje a v dubnu se otočil dovnitř ke svisle stojícímu sektoru č. 6 vakuové nádoby. Od té doby je k němu pevně přichycen 16 svorkami. Jeho oblý tvar kopíruje sektor tak dokonale, že jej pouze jeho lesklý stříbrný povrch odlišuje od matnější šedi ocelové vakuové nádoby.

Jak oddělit horko od zimy

Supravodivé magnety tokamaku ITER jsou chlazeny kapalným heliem, které má tepotu blízkou absolutní nule. Celé okolí je pochopitelně teplejší než supravodič a je tak zdrojem jeho tepelných ztrát. Musí být tedy od supravodiče co nejlépe izolováno, a to jak vnější okolí mezi kryostatem a supravodičem, tak především vnitřní prostředí mezi supravodičem a vakuovou komorou plnou plazmatu 150 milionů stupňů teplého. Před infračerveným (tepelným) zářením z obou stran chrání supravodič vrstva stříbra, kovu s nejnižší emisivitiou a vysokou odrazivostí. Tuna stříbra pokryla 850 tun dalšího, před neutrony stínícího konstrukčního materiálu, kterým je kvalitní ocel. 

Máčeno ve stříbře

Vrstva stříbra o síle několika mikronů má nicméně v tokamaku ITER hmotnost cca jedné tuny. Máčením komponent v 11 různých bazénech vyrobila izolační stříbrnou vrstvu korejská společnost SFA Engineering Corp. v Changwon. Vzhledem k tomu, že po smontování vakuové komory a cívek toroidálního a poloidálního magnetického pole, resp. kryostatu, nebude stříbro vůbec vidět, využijte jedinečné příležitosti a pokochejte se mimořádně se blýskajícím částmi tokamakového stříbra alespoň na atraktivně zářících obrázcích.

Montáž pokračuje

Na křídla SSAT-2 byly připevněny dvě vnější sekce tepelného štítu kvůli rotaci a zarovnání. Operace byla nacvičena na začátku tohoto roku; po dokončení v červenci byl sektor č. 6 vakuové nádoby celý ukryt v tepelné bariéře, která zabrání přenosu tepla (infračerveného záření) z vakuové nádoby na zvláště studené supravodivé magnety. Pro dokončení první podsestavy sektoru je třeba po stranách připevnit dvě cívky toroidálního pole. Zatímco montážní týmy pracují na dokončení vnitřní a vnější montáže tepelného štítu, druhá cívka číslo 12 (TF12) toroidálního pole, byla dočasně umístěna na montážní nástroj sousední sektorové podsestavy.

O důležitosti stříbra pro ITER jsme psali již zde: https://www.3pol.cz/cz/rubriky/jaderna-fyzika-a-energetika/1922-v-iter-chrani-zimu-tuna-stribra

Názorně si můžeme uložení stříbrné vrstvy a její funkci ukázat na stavebnici tokamaku:

Část vnějšího stříbrného stínění před infrazářením z kryostatu (kryostat na snímku není); skutečné tlusté ocelové neutronové stínění pokryté stříbrem je tu simulováno tenkým lesklým plíškem.

Rovníkovým řezem rozpůlené cívky toroidálního pole (pouze na modelu - ITER má cívky nepůlené a stříbrné stínění ve skutečnosti kryje i dolní polovinu cívek).

Asi nejnázornější obrázek tepelného stínění pokrytého stříbrem - kryje cívky toroidálního pole z vnějšku i z vnitřku.

Vakuová komora bez horní poloviny cívek toroidálního pole. Skrze stěny vakuové komory (zelená)  jsou cívky vystaveny nejen tepelnému záření, ale i neutronům a dalším vlivům.

O stavebnici tokamaku ITER jsme psali např. zde https://www.3pol.cz/cz/rubriky/navody-na-pokusy/2554-vyrobte-si-model-tokamaku-3d-tiskem a  zde https://www.3pol.cz/cz/rubriky/studenti/1872-termojaderna-fuze-a-deti-na-veletrhu-vedy

 

Obrázky: ITER Organization (Chang Hyun Noh, inženýr výroby tepelných štítů)

Milan Řípa
Poslat odkaz na článek

Opište prosím text z obrázku

Nejnovější články

První dřevěná větrná elektrárna

Finský lesnický gigant Stora Enso a developerská společnost Modvion postavily na švédském ostrově poblíž Göteborgu první dřevěnou věž pro větrnou elektrárnu.

První malé jaderné reaktory by mohly být v provozu už koncem desetiletí

Malé modulární jaderné reaktory (Small Modular Reactors - SMR), které jsou v současnosti velkým tématem jaderné energetiky, vyvíjí na celém světě řada firem, a podle některých ...

Co se starými lithiovými bateriemi?

Současná globální snaha elektrifikovat dopravu (v zájmu ochrany klimatu) i snaha vyřešit skladování energie z obnovitelných zdrojů přináší jeden velký problém, ...

Češi jako 9. na světě před 65 lety úspěšně rozštěpili atom

Před 65 lety, v noci na 25. září 1957, se Československo stalo teprve devátou zemí na světě, která úspěšně zvládla spustit řízenou řetězovou štěpnou reakci.

Prastarý zdroj kyslíku

Vědci předpokládají, že život na Zemi nejprve vznikl bez přítomnosti kyslíku. Poté, co se objevily organizmy schopné fotosyntézy, začal se v atmosféře obsah kyslíku zvyšovat, což anaerobní ...

Nejnovější video

Jak funguje PCR test na coronavirus

Krásně a jednoduše vysvětleno se srozumitelnými animacemi. V angličtině.

close
detail