Jaderná fyzika a energetika

Článků v rubrice: 370

Na velikosti nezáleží – je to fraktální aneb sluneční termojaderný reaktor

Určitě si pamatujete na článek ve 3pólu o „spolupráci tokamakového a vesmírného“ plazmatu. A na obzoru je další kapitola spolupráce. Tentokrát rukavici přijalo plazma ve vesmíru, konkrétně sluneční vítr. Jeho zdrojem je sluneční termojaderný reaktor, což by mohla být první nabídka analogie tokamakovému reaktoru. V obou se slučuje vodík a uvolňuje energie. Za určitých podmínek Slunce vrhá do vesmíru horké sluneční plazma plné nabitých částic – elektronů a iontů. NASA vyslala dvojici sond zvanou STEREO. Jedna se pohybovala uvnitř oběžné dráhy Země a druhá vně. Obě měřily.

Fotogalerie (4)
I v plazmatu kulového tokamaku Start najdeme nejednu turbulenci

Hitem moderní fyziky jsou turbulence. Nejen fyziky. S turbulencemi se setkáte v letadle, na moři ale i ve vašich penězích „bezpečně“ uložených v bankách (nebo dokonce ve vztahu s partnerem). Vědci sledují turbulence v tokamakovém plazmatu. Dlouho byly příčinou tak zvané Bohmovy difuze, kdy množství částic unikajících z vyhrazeného jim prostoru vakuové komory bylo nepřímo úměrné první mocnině magnetické indukce B. Prakticky teprve od konce šedesátých let se podařilo tokamakové plazma umravnit a energie částic unikala spořádaně, to je úměrně druhé mocnině magnetického pole B. Tedy podstatně pomaleji než podle Davida Bohma.

Turbulence příčinou energetických ztrát

Ani dnes nemají tokamaky vyhráno a dokonce v režimu vysokého udržení, v tak zvaném H‑módu, jsou turbulence v hraniční vrstvě příčinou energetických ztrát. Chcete‑li turbulence potlačit, musíte jim porozumět. Chcete‑li turbulencím porozumět, musíte je poznat a proměřit je. Vnoříte‑li však měřicí sondu do plazmatu, shoří. Používají se sice i reciproké pneumatické sondy, které se do plazmatu vystřelí a okamžitě stáhnou do bezpečí mimo zničující plazma. Ale ani toto řešení není samospasitelné.

Na pomoc přichází vesmírné plazma

A v tu chvíli přichází vesmírné plazma, které je podstatně řidší a studenější než plazma tokamakové, a tudíž měřicí sondy tolik neohrožuje. Jinými slovy – s měřením se můžete vydat podstatně hlouběji a detailněji do turbulentního nitra než v tokamaku. Je pravda, že vesmírné plazma je poněkud dále od obsluhujícího personálu než plazma tokamakové. Ale v každém případě zkusit porozumět turbulencím tokamakového plazmatu na základě měření turbulencí slunečního větru stojí za pokus.

Takovým pokusem jsou sondy STEREO, které „viděly“ rozdílné turbulence částic slunečního větru pohybujících se napříč magnetickým polem Země a částic pohybujících se podél zemského magnetického pole. Rovnoměrně vrásčitý charakter oněch druhých turbulencí měl navíc fraktální povahu.

Fraktální – nezávislý na zvětšení

Fraktální povahu mají například sněhové vločky, nebo jak se v poslední době ukázalo černé díry. Fraktální rys turbulencí částic slunečního větru pohybujících se podél zemského magnetického pole přímo nabízí jejich využití při poznávání turbulencí tokamakového plazmatu.

Zbývá než zopakovat: fraktální povaha turbulencí nezáleží na jejich velikosti: jsou sobě podobné, asi jako kdyby velký obraz byl přesnou zvětšeninou některé své malé části. Co zjistíte o turbulencích slunečního větru, to bude platit i o turbulencích tokamakového plazmatu.


David Joseph Bohm (20. 12. 1917, Wilkes‑Barre – 27. 10. 1992, Londán) byl americko‑britský fyzik a představitel tzv. kvantové mystiky. Pokusil se aplikovat kvantovou teorii na oblast filozofie mysli a rozbít s její pomocí „karteziánský řád". Úzce přitom spolupracoval s Karlem Pribramem, jehož holonomní model mozku pomáhal formulovat.

Milan Řípa
Poslat odkaz na článek

Opište prosím text z obrázku

Nejnovější články

Jak funguje produkce radionuklidů pro medicínu v době koronakrize

Nemocnice na celém světě řeší nejen COVID-19, ale i běžný provoz (i když mnohde v omezené míře). Moderní medicínu si neumíme představit bez nukleární medicíny a jejích pomocníků - radionuklidů. Produkce radionuklidů pro medicínu tedy musí pokračovat i v době pandemické krize.

Hledání hmotnosti neutrina

Částice, o níž se kdysi předpokládalo, že je nehmotná, hmotnost má. Je pravděpodobně 500 000 krát menší než elektron, případně ještě menší. Nový horní limit hmotnosti neutrina je 1,1 elektronvoltu. (Elektronvolt je kinetická energie, kterou získá elektron urychlený ve vakuu napětím jednoho voltu.

Kuriózní pojídání arsenu

Určité empirické zkušenosti s jedovatými látkami pocházejí již z doby prehistorické, ale první písemné zmínky o nich najdeme ve starém Egyptě. Vražedné a sebevražedné prostředky se těšily velké pozornosti také v antickém Řecku a Římě, avšak svého vrcholu dosáhlo travičství až v době renezance.

Zadrátovaný ITER

14. dubna 2020 uplynulo 40 let od havárie Apolla 13. Kosmonauti tehdy na Měsíc nevystoupili, „pouze“ ho s vypětím všech sil obletěli. Jejich šťastný návrat na Zemi sledoval s rozechvěním celý svět.

Deštný prales pod Antarktidou

Antarktida nebyla vždy zemí ledu. Před miliony let, kdy byla stále součástí obrovského kontinentu na jižní polokouli zvaného Gondwana, vzkvétaly poblíž jižního pólu stromy. Nově objevené fosílie stromů a dalších organizmů odhalují, jak se pralesu dařilo.

Nejnovější video

Bez jaderné energie se ve vesmíru daleko nedostaneme

Krátké výstižné video z dílny Mezinárodní agentury pro atomovou energii ve Vídni ukazuje využití jaderné energie a jaderných technologií při výzkumu vesmíru. Ne každý ví, že jádro pohání vesmírné sondy už po desetiletí. Zopakujme si to. (Film je v angličtině.)

close
detail