Pietro Barabashi a „jeho“ tokamak

Pietro Barabashi, generální ředitel mezinárodního projektu ITER, který ve Francii buduje fúzní reaktor, vypráví o nekonečně náročném procesu výstavby. Nepřikrašluje, nazývá věci pravým jménem.  

Složité je vyrobit i jen „obyčejné“ auto, skládá se řádově z desítek tisíc součástek. Jaká je komplexita fúzního reaktoru? Nemám povědomost o žádném jiném zařízení, které by obsahovalo tolik technologií integrovaných v takových rozměrech či součástek dosahujících takové hmotnosti. Nejen proto je stavba tokamaku ITER časově náročná.

Délka lidského života

Když máte projekt, který trvá celá desetiletí, znamená to, že trvá velkou část lidského produktivního života. Přitom je zúčastněných mnoho expertů, kteří se sice dostanou do jisté fáze, ale své úkoly už dokončit nemohou - z prostého, fyziologického důvodu. Už jen toto je specifický zdroj komplexity. Dalším je také mezinárodní povaha projektu. I nad těmi zmiňovanými spalovacími motory se někdy člověk diví, že to ještě vůbec funguje, ale my jsme tady v úplně jiné kombinaci technologie a měřítka. Jsou zde použity technologie jako laser, supravodivost, robotika, magnetické vlny různých frekvencí, z každého koutu elektrotechniky cosi. Snad jen z chemie toho v projektu není až tak mnoho.

Měřítko součástí

Nedávno se kupříkladu ukázalo, že problémem jsou zdánlivě jednoduché technické procesy jako svařování. Je tomu tak. Některé problémy, kterým jsme čelili, vyplývaly z velkých rozměrů. Řešení, které je při určitém měřítku funkční a vypadá jednoduše, se u většího rozměru stane velmi komplikovaným. Například metalurgie není technologie, která by byla nezávislá na rozměrech. Pokud třeba kovete ve velkém měřítku, proces kalení je odlišný než při menším. Pro jisté rozměry je kalení stabilní, ale když řešíte rozměry větší, v některých fázích je již nestabilní. Podobné problémy se objevují i při svařování, a tak „velké“ svařování, jaké potřebujeme my, je i časově velmi náročné.

Měřítko spolupráce

Určité části naší práce řeší, nazval bych ho „normální“ komplexní projektový management. To je zcela známá, ustálená kvalifikace, takoví lidé jsou relativně dostupní. I přesto děláme i v této oblasti chyby. Složitost totiž pochází z nutnosti spolupráce nejen napříč specializacemi, ale i napříč kulturami a také vládami různých států. Je třeba si uvědomit, že se setkáváme s řešeními v podmínkách, jaké jsme dosud nikdy nezkoušeli. Pokud děláte něco poprvé, narážíte na překvapení. Když jsme s ITERem začali, byli jsme přesvědčeni, že zdaleka nejkomplikovanější budou ty části, které už dnes vlastně máme hotové.

Kupředu a zase zpátky

Zasekli jsme se ale na vakuové komoře, což je velmi velká a zásadní komponenta. V montáži jsme se poněkud vrátili nazpět, ale věřím, že brzy začneme sestavovat samotný prstenec, torus. Sestavit celý toroid bude trvat několik let. Tady jsme se zabrzdili i kvůli regulatorním omezením, ale také proto, že jsme ne zcela dobře odhadli příslušné procesy. Pokud bychom to dělali ještě jednou, udělali bychom to mnohem rychleji.

Dokumentace pro ty, co přijdou po nás

Poučili jsme se, že je také velmi důležité, abychom naše zjištění precizně dokumentovali. Nemůžeme totiž používat běžný školicí cyklus. Náš výrobní cyklus je příliš pomalý. Zatímco normálně přijmete nové lidi a vyškolíte je, zde jen dokumentujete postupy, aby ti, kteří přijdou po vás, mohli zopakovat to, co jste dělali vy, ale bez vašich omylů. Toto také bude stále čelit výzvám způsobeným rozměry zařízení v kombinaci s komplexními materiály, což znamená, že konstrukce si bude stále žádat čas. Tempo projektu zůstává v zásadě vhodné, ale exponenciální zrychlení bych neočekával ani u dalších více méně stejných osmi komponent. Vždy je zde možnost, že někdo přijde se zcela novým nápadem jak montáž urychlit, což nelze vyloučit, ale moc bych se na to nespoléhal. To bychom se posunuli do světa, ve kterém je přání otcem myšlenky.

Jaký je aktuální časový harmonogram ITER?

Připravujeme nový plán. Stávající jsme museli přepracovat, aby byl robustnější. Na projektu jsem dělal již v devadesátých letech, nedávno mě členové rady požádali, abych se vrátil a připravil plán nový, který budeme brzy prezentovat. (ITER v létě 2024 oznámil, že spuštění reaktoru se odkládá na rok 2034 a rozpočet se zvýší o dalších 5 miliard.)

Co se v poslední době dělo na stavbě?

Po dodávce tří sektorů z Koreje jsme museli na čas pozastavit montáž a některé komponenty opravit. Ve třech sektorech vakuové nádoby jsme potřebovali vyřešit nepřesnosti rozměrů a tvarů částí, které se měly spojit. Zjistili jsme, že v podobě, v jaké byly dodány, je spojit nemůžeme, neboť by to bylo rizikové. V montáži jsme se tedy trochu vrátili a brzy začneme sestavovat samotný prstenec, torus. To bude trvat několik let.

Navštivte stavbu

Když přijedete na stavbu, jako je naše, je to trochu jako když se potápíte. Nestačíte vnímat vše kolem. Téměř přestanete dýchat. Když uvidíte takovou montáž, je to 3D zážitek, který se obtížně popisuje. Lidé, kteří se k nám přijdou podívat, jsou většinou dost ohromeni. Na exkurse chodí pochopitelně odborníci, ale i laici. Co na ně zapůsobí? Největší dojem dělá velikost komponent, které se tu montují dohromady. I pro mě, ačkoli se v projektu orientuji, je vždy příchod do montážní haly těžko popsatelným zážitkem z toho, čím jsem obklopen. A to se snažím do haly chodit každý den, i když právě pracuji jinde. Možná, že to je jako kdybychom navštívili stavbu pyramid v době, kdy ještě ráno pyšně nevítaly východ Slunce. U pyramid je opravdu těžké si představit, jak je lidé stavěli. Vidět, jak se něco takového staví, je často zajímavější, než když vidíte konečný výsledek.

Lze konečný produkt ITER nazvat prototypem?

Ano. Co přijde potom? Dlouhý seznam nejistot. Je to prototyp, ale prototyp s velmi velkým posunem oproti tomu předchozímu. Není to malý krok, a když děláte velké kroky, čeká vás spousta překvapení. Možná i pozitivních, ale některá jistě pozitivní nebudou. U mnoha problémů se dá odhadnout, že asi nastanou, ale jsou i takové, které se jednoduše přihodí. Když se mě tedy někdo ptá, kdy ta fúze už bude prakticky škálovatelná na takovou úroveň, že bude mít skutečný dopad na život společnosti, moje odpověď vždy zní: nevím. Některé věci vím, a něco přesto, že se v oblasti orientuji, nebo právě proto, nevím. Čím více vím, tím více vím, že nic nevím.

Sokrates měl asi pravdu

Největší problémy, o kterých víme? Lze je popsat standardními koncepty jako sourcing, just in time či logistika. Všechno jsou to masivní a opakováním a jinde prověřené výzvy. Za prvé, v ITERu je velmi málo věcí, pro které si můžete jen tak „zajít na trh a nakoupit.“ Musíte pořizovat, najít někoho, kdo by komponenty uměl vyrobit. I ty šrouby a matice, které používáme, jsou dost „exotické“. Sourcing je velmi velký problém. Logistika také, je to opravdu komplexní výzva. Opět zejména pro velká měřítka; máme komponenty, které váží stovky i tisíce tun a které se přepravují po dálnicích. Některé se přepravují z přístavu celé dny, v některých případech se proto musejí demontovat mosty. Logistika „on site“ je velmi náročná.

Jaký je můj osobní cíl v projektu?

Čeho doufám, že dosáhnu? V co doufám? Mám cíl, s kterým usínám a se kterým se probouzím – jsem projektový manažer, vědec a inženýr. Chtěl bych tento projekt dokončit.

Není to o naději. Pokud bych se přistihl, jak přemýšlím o tom, že naději nemám, tak se musím štípnout a vrátit se do reality. Moje očekávání a cíle spočívají v tom, že budu umět definovat výzvy a rizika a připravit se na ně. To je běžná praxe projektového manažera. Překonat problémy je zase práce pro inženýry. Je to náročné, ale dá se to zvládnout.

Je dobré si uvědomit, že nové technologie vyzkoušené z ITER, se pak prosazují v jiných odvětvích.

Později a dráže

Projekt ITER létě 2024 oznámil, že spuštění reaktoru se odkládá na rok 2034 a rozpočet se zvýší o dalších 5 miliard eur. Navíc je možné, že ty největší překážky na nás čekají na posledních deseti procentech trati. V principu bude platit, že potřebujeme budovat velké stavby a tvořit velmi silná magnetická pole. Technologie bude stále čelit výzvám způsobeným rozměry v kombinaci s komplexními materiály, což znamená, že konstrukce si bude stále žádat především čas.

Neříkej hop, dokud nepřeskočíš

O jaderné fúzi se často mluví jako o definitivním řešení pro energetiku, klimatickou změnu a podobně. Jak správně vysvětlit, co dnes fúzní reakce pro lidstvo znamená? Je důležité rozumět tomu, že na cestě k nasazení fúze jako komerčně fungujícího zdroje energie je ITER teprve kdesi v polovině a že jsme velmi daleko na cestě ke komercializaci. Pokud použijeme analogii z historie letectva, můžeme říci, že ITER je cosi jako letadlo bratrů Wrightových – oblíbená analogie prof. Mlynáře.

To letadlo bylo schopno vzlétnout, ale také to ještě neznamenalo, že Jumbo Jet bude ekonomicky smysluplný. Ten přišel až později a potřeboval industrializaci velkého počtu technologií. Ty jsou v našem případě ještě dost nezralé, takže jsem velmi opatrný a nechci vytvářet očekávání, naznačovat, že by fúze mohla být zásadním příspěvkem k vyřešení globálního oteplování v té podobě, v jaké mu čelíme nyní. To se hned nestane, alespoň si to myslím. Musíme vyřešit závislost na fosilních palivech, nemůžeme je používat v takovém objemu, v jakém je používáme dnes. Potřebujeme se soustředit na technologie dostupné již dnes, například obnovitelné zdroje energie, a nasazovat je rychleji a ve větší míře. Neměli bychom vytvářet očekávání, že jsme s ITERem kdesi na hranicích pokroku a že všechno se vyřeší v jednom okamžiku.

A co AI?

Často se zdá, že díky AI se pokrok exponenciálně zrychluje. U nás však asi „digitál“ a výpočetní síla až tak velkou roli nehrají. I když v některých oblastech ano. Machine learning a umělá inteligence by mohla pomoci urychlit pochopení některých podob termonukleárního plazmatu. Mohli bychom být řekněme za deset let schopni optimalizovat design nukleárních reaktorů - mohly by se zefektivnit a možná i zjednodušit. To je docela možné. Ale v principu bude platit, že potřebujeme budovat velké stavby a tvořit velmi silná magnetická pole.

Zlepší se něco, když někoho přibereme?

Hlásil se Irán. Mají tam pět svých tokamaků. Ale Spojené státy do jeho přihlášky hodily vidle! Takže na otázku v názvu neodpovím.

Není to maratón, kde víte, jak dlouhá trať vás čeká. Je to trochu jako plout po rozbouřeném moři. Navíc je možné, že ty největší překážky na vás čekají na posledních deseti procentech trati. Ale máme dobrou představu o hodnotě toho, co budujeme, a o tom, jak postupovat. V tomto momentě je důraz na tom, abychom projekt dokončili, a méně na tom, abychom přidávali členy. Nepotřebujeme zvýšit počet zúčastněných stran, zejména pokud stále postupujeme. V projektu je jich sedm (jednou z nich a asi nejdůležitější je Evropská unie). Když už budeme velmi blízko a budou se chtít připojit další, pak budeme znovu přemýšlet.

(Volně podle rozhovoru Petera Matijeka, redaktora Forbesu.sk, s Pietrem Barabashim, ředitelem ITER Org. Původní článek zde: https://www.forbes.sk/nechceme-vyvarat-iluziu-ze-sme-uz-na-hranici-pokroku-hovori-pietro-barabaschi-z-iter-2/?srsltid=AfmBOopNIrxHBH5HruTp_-q0brgZTrOzW6oS2AyREu8vLk3mUUF7Ow-8)

Milan Řípa