Jaderná fyzika a energetika

Tokamak WEST se donedávna jmenoval Tore Supra, ale když jeho divertor získal nový kabát z wolframu, přijal i nový název WEST (W Environment in Steady-state Tokamak). W je chemická značka wolframu. Divertor je dolní část vakuové nádoby, kde panují nejextrémnější podmínky srovnatelné s povrchem Slunce, tj. ohřev výkonem 10 až 20 MW na čtverečný metr).

Běžně se koncepty dobývání termojaderné energie pro průmyslové cíle dělí podle přístupu na magnetické a inerciální. Určitě bychom objevili i další způsoby, jak fúzní bojiště rozdělit. Co třeba na fúzi státní a soukromou? Myslím tím, zda je výzkum fúze financovaný státními institucemi nebo soukromými prostředky. O dvou příkladech jsme již psali: Polywell společnosti EMC2 Roberta Bussarda a kompaktní reaktor Thomase J. McGuireho ve Skunk Works známé firmy Lockheed Martin. O Tokamak Solution z Culhamu, dnes Tokamak Energy, jsme se jen zmínili. Podívejme se na další.

Při pohledu na mapu soukromých společností, které si vytkly ušlechtilý cíl zapálit termojadernou fúzi, se nevyhnu pocitu, že perspektivní se jim jeví spíše udržení inerciální, než magnetické - nanejvýš hybrid mezi těmito přístupy. Udržet pohromadě něco tak nestabilního, jako je plazma – ionizovaný plyn – stojí moc peněz. Přes 20 miliard euro (někdy narazíte na odhad dokonce dvojnásobný) spolyká drobeček ITER, který většinu investic věnuje právě cívkám vytvářejícím udržující magnetické pole. To raději bez magnetického pole: vystřelit, odčerpat energii uvolněnou sloučením atomových jader a rychle od neposlušného plazmatu pryč. A znovu a znovu. Zkrátka všechno stihnout díky pulznímu režimu dříve, než zhoubné nestability rozpráší termojaderné medium do prostoru. A přesto, nejméně dvě soukromé společnosti se pokoušejí přizpůsobit známý tokamak: Tokamak Energy, Culham, UK, a Plasma Science and Fusion Center, Massachusets Institute of Technology, MIT, USA. Nejsou tak zcela soukromé, ale na projekty, které si vymyslely, se budou zřejmě muset poohlédnout po privátním investorovi.

Vesnice Satlykovo, východně od pohoří Ural, dnes již neexistuje. Jednoho rána před 60 roky přišli vojáci a nařídili, aby ji obyvatelé opustili. Dobytek zabili a zakopali, vesničané si nemohli odnést ani oblečení. Vše bez jakéhokoliv vysvětlení. Vojáci jim zatajili, že v nedaleké továrně došlo k výbuchu a k rozptylu radioaktivního prachu do ovzduší, i to, že smrtelně nebezpečný prach je všude v okolí. Postiženou továrnou byl vojenský jaderný komplex Majak, v němž se získávalo plutonium k výrobě atomových zbraní. V průběhu 600 dní došlo k evakuaci tisíce zmatených lidí, vylidnilo se dalších 22 vesnic a 200 000 hektarů zemědělské půdy se nemohlo obdělávat. Vznikla trvale zakázaná zóna.

Radiové vlny dokážou leccos – ty, o kterých je tento článek, dokážou zahřívat plazma v budoucím tokamaku ITER. A protože to bude „velká práce“, potřebují na to samostatnou budovu. Ocelová konstrukce, která vyrostla proti severovýchodní straně Montážní haly na staveništi ve francouzském Cadarache, je připravena pro velkou „Budovu vysokofrekvenčního ohřevu“. Bude doslova napěchovaná zdroji vysokofrekvenční elektrické energie a měniči, které budou dodávat 40 MW ohřevového výkonu do plazmatu tokamaku ITER. Napodobit Slunce na Zemi nebude jednoduché.

V továrně Mitsubishi Heavy Industries v Kobe na západě Japonska se právě na jedné z největších fréz na světe obrábějí části pouzdra cívky vytvářející toroidální pole pro tokamak ITER. Osmnáct takových cívek tvaru písmene D rozmístěných rovnoměrně kolem toroidální vakuové komory bude vytvářet magnetické pole udržující částice plazmatu uvnitř tokamaku. Tyto mohutné ocelové komponenty tvoří hlavní prvky struktury magnetického systému: nejenže ukrývají balíky dvou tisíc tun supravodivého vinutí pro toroidální elektromagnety, ale také kotví cívky poloidálního pole, centrálního solenoidu a korekčních cívek.