Místo, kde se rodí budoucnost

Takových míst je po světě spousta, ale málokdo o nich ví. A pokud už ano, většinou přesně netuší, jak takové tvoření budoucnosti probíhá. Ta místa jsou vědecké výzkumné ústavy a aby se veřejnost dozvěděla, co se v nich vlastně děje, pořádají se tu jednou do roka dny otevřených dveří.

V sobotu 31. března se měly otevřít brány Max Planckova fyzikálního institutu v Garchingu, městu nedaleko Mnichova. Protože mě zajímal jak Mnichov, tak fyzika, neváhala jsem a vyrazila.
Po příjezdu nočním vlakem a ubytování v příjemném Jugendherbergu jsem si pátek vyhradila na prohlídku města. Centrem Mnichova vedou příjemně široké ulice bohatě obložené obchody a nějakou tou kulturní památkou. Prohlédla jsem si novogotickou radnici i s jednající radou, kašnu, několik uměleckých děl přímo na ulici (druhý den večer přibyla k bronzovému divočákovi i živá socha - na bílo obarvená slečna) a chrám Panny Marie, jehož dvě věže jsou známou dominantou Mnichova.
Na ostrově v řece Isar stojí Německé muzeum techniky. Pod představou Pražského Národního technického muzea jsem vešla dovnitř, aniž bych tušila, co mě tam vlastně čeká. Na celkem 46 000 metrech čtverečních naleznete automobily, lodě, ponorky i turbíny, průřez raketoplánem a modely družic zrovna tak jako vývoj tisku či výroby látek,
výstavu o ekologii nebo kopii jeskyně
v Lascaux. Velikou předností tohoto muzea je, že si na spoustu věcí můžete sáhnout, zkusit si fyzikální experiment a zjistit, že to doopravdy funguje tak, jak nás učili ve škole.

Tokamak a stelarátor

V sobotu ráno jsem se metrem a autobusem přesunula k Max Planckově institutu. Exkurzi jsem začala účastí na přednášce o termojaderné fúzi, procesu slučování atomů, který by se mohl stát budoucím zdrojem energie pro Zemi. Zde v Garchingu se snaží tento proces uskutečnit na tokamaku Asdex a stelarátoru Wendelstein. Tokamak je zařízení, ve kterém v horkém plazmatu (ionizovaném plynu) může probíhat slučování atomů. Tvoří ho nádoba ve tvaru "pneumatiky" a plazma v ní udržuje magnetické pole obřích cívek. Zatímco tokamak může ve svých útrobách zažehnout fúzi jen na krátký okamžik, stelarátor je schopen pracovat neustále. Tento podivný název patří ještě podivnější aparatuře. Zatímco tokamak má celkem pravidelný tvar, magnetické cívky stelarátoru jsou bláznivě pokroucené. Člověk se až musí divit, jak se vědcům takovýto tvar podařilo objevit a jak dosáhli toho, že to doopravdy funguje. Protože palivem pro termonukleární reaktor je vodík, je možná stelarátor Wendelstein prototypem elektrárny budoucnosti.
Max Planckův institut toho obsahuje samozřejmě mnohem víc, ale na to už se jeďte podívat sami.

Jak napodobit Slunce?

Potřebujeme jen dostat několik lehkých jader, třeba vodíku nebo deuteria, dostatečně blízko k sobě, aby překonala odpudivou elektrostatickou sílu a sloučila se. K tomu "stačí" vyrobit plasma - směs holých atomových jader a elektronů o teplotě několik desítek až stovek milionů stupňů. Ve světě (i v Čechách) se zkoušejí dva způsoby:
1] magnetické udržení plasmatu v zařízeních typu Tokamak a jeho ohřev buď elektrickým proudem tekoucím plasmatem, neutrálními svazky atomů vstřikovanými do komory Tokamaku s vysokou energií nebo ohřev vysokofrekvenčními vlnami.
2] inerciální udržení plasmatu v malinkém objemu, na který se soustřeďují silné paprsky laseru. Vysokovýkonné pulsy laserového světla během 2 nanosekund v milimetrové kapsli s deuteriem
zapálí fúzní reakci. Tuto metodu zkouší také Ústav fyziky plasmatu AV ČR na zařízení zvaném Asterix.

V některém z příštích čísel se k fúzi vrátíme a probereme ji zevrubněji. Mimochodem, víte, že v plasmové kouli s vysokofrekvenčním výbojem, která bývá dekorací na diskotékách, je vlastně řídké a studené plasma s teplotou elektronů kolem 23 000 stupňů Celsia?

Jedno takové místo, kde se rodí budoucnost, máte mnohem blíž - český Ústav fyziky plasmatu AV ČR v Praze. Na výsledcích experimentů zdejšího maličkého tokamaku Castor např. závisí průběhy pokusů na JETu. Více informací na http://www.fzu.cas.cz