Jaderná fyzika a energetika

Jeden z nejflexibilnějších a nejlépe vybavených tokamaků pro výzkum fúze na světě prochází v současné době významnými vylepšeními, která usnadní cestu k elektrárnám na principu jaderné fúze. Nové vybavení umožní studium fyziky hořícího plazmatu a jeho udržení. Zatím nejúspěšnější zařízení pro studium termojaderné fúze – tokamak – není nic jiného, než zvláštní druh elektrického transformátoru. Jako takový, je tokamak v principu pulzní zařízení. Vědci a technici usilovně pracují na odstranění, nebo alespoň zmírnění této nevýhody tokamaku. To znamená prodloužit pulzy plazmatu na co nejdelší dobu, ideálně dosáhnout nepřerušovaného režimu činnosti.

Pro všechny, kteří přispěli k návrhu a vybudování největšího zdroje negativních iontů na světě, to byl slavnostní okamžik. Generální ředitel ITER Bernard Bigot stiskl spínač a uvedl do pohybu řetězec signálů, na jehož konci se na obrazovce objevilo krátké plazma. Proběhlo veřejné testování svazku neutrálních částic.

Ztratil se radiační zdroj. Je poškozen a září někde ve volné krajině. Je potřeba jej najít okamžitě. Do akce jsou povoláni Orfeus a skaut - ti prohledávají terén -  a pro urychlení startuje do vzduchu letecká patrola a drony. Ne, nepomáhají zálesáci a mytologické osobnosti, ale supermoderní technika. Při simulaci mimořádné události se předvedly technologie třebíčské společnosti NUVIA. Česká republika má jeden z nejvypracovanějších systémů monitorování radiační situace na světě.

Standardní klasifikace řízené termojaderné fúze rozeznává dva přístupy: inerciální (Inertial Confinement Fusion, ICF) a magnetický (Magnetic Confinement Fusion, MCF). Magnetické udržení využívá omezujícího vlivu magnetického pole na volnost pohybu nabité částice. Plazma se na termojadernou teplotu ohřívá v magnetické nádobě. Inerciální fúze nepoužívá žádné síly k udržení, ale vychází ze základní vlastnosti hmoty, ze setrvačnosti. Všechny procesy potřebné k uvolnění fúzní energie – ionizace, ohřátí a fúze – musí proběhnout v palivu rychleji, než se palivo v důsledku kinetického odstředivého tlaku rozletí do prostoru. Oba přístupy vycházejí z krajních hodnot součinu Lawsonova kritéria:

hustota × doba udržení energie ≥ funkce teploty a typu fúzní reakce

Velkou hustotu a krátkou dobu udržení využívá inerciální udržení, malou hustotu a dlouhou dobu udržení umožňuje magnetické udržení. Je tu však ještě "něco mezi".

Nedávný výzkum MAAE (Mezinárodní agentury pro atomovou energii) za použití jaderné techniky prokázal, že konkrétní opatření, zejména zákaz olovnatého benzínu a omezení vypouštění rtuti vedly v posledních 10 až 15 letech k značnému poklesu úrovně znečištění mořské vody. MAAE studuje izotopovými technikami mořské sedimenty v různých místech a může velmi přesně dokázat, kde konkrétní opatření pomáhají.

Už dnes jich má devět - šest energetických v Dukovanech a Temelíně, které vyrábějí elektřinu pro třetinu republiky, dva výzkumné v Řeži u Prahy a jeden školní experimentální na fakultě jaderné a fyzikálně inženýrské ČVUT. A právě zde na jaderné fakultě bude další! Právě dorazilo jaderné palivo a zahajuje se proces povolování. Tento reaktor doplní výukové a výzkumné kapacity prvního školního reaktoru VR-1 "Vrabec" a přinese další významný potenciál ve výchově klíčových jaderných odborníků pro českou jadernou energetiku.