Jaderná fyzika a energetika

Britský tokamak JET je od listopadu minulého roku mimo provoz, a to až do září 2017, kdy bude připravena konfigurace pro činnost se směsí DT (deuterium-tritium). Co se při odstávce konkrétně dělá? Před zprovozněním zařízení je nutná kalibrace diagnostik, musí se vyjmout a analyzovat vzorky – na příklad se zjišťuje, kolik paliva a kolik nečistot a prachu zůstalo po posledním provozu. Buduje se infrastruktura pro rozptylový injektor pelet v současné době vyráběný v Oak Ridge National Laboratory v USA, který umožní výzkumníkům studovat scénář potlačování disrupcí (nestabilit vedoucích ke kolapsu výboje). Probíhá podrobná analýza vysoce úspěšné kampaně z roku 2016 a připravují se zkoušky s reakcemi deuterium-deuterium a tritium-tritium na rok 2018 a deuterium-tritium (DT) v letech 2019 a 2020. Spojený evropský torus (Joint European Torus, JET) je největším tokamakem na světě a jako jediný může pracovat se směsí deuterium-tritium. Stojí v Culhamu u Oxfordu a je provozován jménem evropských partnerů sdružených v konsorciu EUROfusion.

Finové by měli počátkem příštího desetiletí začít ukládat použité jaderné palivo do hlubinného úložiště. Budou v Evropě první. První měděné kontejnery se budou do hloubky 420 metrů v úložišti Onkalo (finsky „jeskyně“) na ostrově Olkiluoto zavážet zhruba v době, kdy Správa úložišť radioaktivních odpadů (SÚRAO) u nás vybere dvě nejvhodnější lokality pro české hlubinné úložiště. Finsko je ze všech zemí ve výstavbě hlubinného úložiště nejdále, nepočítáme-li USA, kde již řadu let funguje WIPP (Waste Isolation Pilot Plant), zkušební zařízení na ukládání vysokoaktivních odpadů, většinou z vojenského programu.

Bylo by nemyslitelné, aby světová výstava EXPO 2017 s podtitulem „Energie budoucnosti“ opominula řízenou termojadernou fúzi. Po letech návrhů, staveb a instalací je futuristická konstrukce hotová: obrovská koule se skleněnou stěnou obklopená pavilóny sta zemí, deseti mezinárodních organizací a veletržní plochou navrženou pro přijetí více než dvou miliónů lidí během tří měsíců. Dveře Světového EXPA 2017 na téma „Energie budoucnosti“ se v Astaně, hlavním městě Kazachstánu, otevřely 10. června. Na téma, které přímo rezonuje s poselstvím a budoucností projektu ITER.

Když se podaří objevit nový chemický prvek, bývá pojmenován buď po svých vlastnostech (např. radium - dostalo jméno podle latinského radius (paprsek), protože zářilo) nebo na základě návrhu objevitele po zemi (polonium na počest Polska, rodné země Marie Curie) či místu naleziště (yttrium, erbium, terbium, ytterbium podle obce Ytterby), případně na počest některého zasloužilého chemika z historie (např. mendělevium podle Dimitrije Mendělejeva). Donedávna nikdy nebyl nový prvek pojmenován po dosud žijícím člověku. Donedávna... Redaktor Richard Grey z časopisu New Scientist zpovídá ruského jaderného fyzika Jurije Oganesjana (v anglickém přepisu Yuri Oganessian), který je jedinou žijící osobou, po níž byl pojmenován nový prvek. Čtěte nejen rozhovor, ale i vysvětlující poznámky pod článkem.

Padesát šest cyklotronových vlnovodů bude vstupovat do budovy tokamaku, aby dodalo 20 MW ohřevového výkonu do plazmatu ITER. Je nutné počítat s tím, že každý z průchodů by mohl působit jako porucha stability budovy během katastrofální události jako je zemětřesení nebo požár. Průmysl proto vyvíjí speciální ventily, které zlepší stabilitu objektu v „místě vstupu“ každého vlnovodu.

Malé nepravidelnosti neboli „chybná pole“ v magnetickém poli tokamaků mohou být příčinou nestability plazmatu. V tokamacích, jako bude ITER, se tyto nepravidelnosti „vyhlazují“ pomocí speciálních řiditelných cívek. Návrh ITER zahrnuje 18 supravodivých korekčních cívek umístěných mezi cívky toroidálního a poloidálního pole, které budou kompenzovat chyby v polích způsobené geometrickými odchylkami danými tolerancemi při výrobě a montáži. V každém případě jsou účinné metody zjištění chybných polí a nastavení optimálních proudů v korekčních cívkách velkou výzvou i pro současná fúzní zařízení.