Jaderná fyzika a energetika

Článků v rubrice: 350

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

Zapojte se do projektu Česká věda do Malého Tibetu – čas máte do konce ledna

Dopřát dětem ze školy Spring Dales Public School v tibetské vesnici Mulbekh, aby se učily pravidelně také vědy, to bylo cílem projektu Česká věda do Malého Tibetu. V létě bude dokončena nová budova s třídami-laboratořemi pro výuku fyziky, chemie, biologie a informačních technologií.

Arktida v plamenech

Obrovské přírodní požáry letos pustošily Arktidu - velké oblasti severského lesa od Sibiře, přes Aljašku a severní Kanadu, až po Grónsko a Skandinávii. Uvolnily v roce 2019 více CO2 než v kterýkoliv jiný rok v posledních dvaceti letech, kdy bylo zahájeno jejich satelitní sledování.

Ochrana před civilními drony

Drony všeho druhu jsou čím dál populárnější, až to leckde začalo vadit. Někde mohou být drony opravdu nebezpečné – například na letištích – jinde mohou nezvaně nahlížet svými kamerkami do soukromí lidí třeba opalujících se na balkonech v rouše Evině či Adamově.

Fyzikální soutěž Fyziklání 2020

Pozor, pozor, týmová soutěž pro fyzikální nadšence! Pokud jste středoškoláci a baví Vás fyzika či matematika, neváhejte složit až pětičlenný tým a přijít 14. 2. 2020 do Prahy zasoutěžit si a změřit síly se soupeři z celé Evropy!

Trh s bateriemi je závislý na několika zemích

Drtivá většina surovin na výrobu lithiových baterií pochází jen z několika zemí světa. Trh s akumulátory je tak závislý na dodávkách z Konga, Číny, Austrálie, Chile a Argentiny. Ceny vzácných kovů může ohrozit politická situace v těchto státech.

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