Jaderná fyzika a energetika

Pokračujeme v seriálu: první díl vyšel 24. 6. 2015 zde http://www.3pol.cz/cz/rubriky/jaderna-fyzika-a-energetika/1705-jak-to-bylo-s-fuzi-cast-prvni, druhý díl 24. 9. 2015 zde http://www.3pol.cz/cz/rubriky/jaderna-fyzika-a-energetika/1749-jak-to-bylo-s-fuzi-cast-druha

Když na počátku dvacátého století profesor J. A. Pollock vysvětlil deformaci měděného hromosvodu továrny Hartley Vale Kerosene Refinery poblíž australského Lithgow v New South Wales, zrodil se název „pinch effect“ (pinch = štípnutí, sevření, si fyzici počeštili na pinč). Mimořádně silný elektrický proud blesku interagoval s vlastním magnetickým polem a elektromagnetická síla směřující k ose bleskosvodu měděný vodič stlačila stejně, jako kdybyste vysáli vzduch z měkké gumové trubičky. Tehdy více méně z legrace nazval Carl Hering, přítel Edwina Fitche Northrupa, jev „the pinch phenomenon“ a název pinch effect se ujal. E. F. Northrup pinč intenzivně studoval v USA. (Daniel Clery, A Piese of the Sun, str. 46.)

Tento radostný výkřik zazněl v ulicích starobylého univerzitního města Cambridge v roce 1932 z úst Sira Johna Douglase Cockcrofta, když spolu s fyzikem Ernestem Thomasem Sintnem Waltonem na fluorescenčním stínítku mikroskopu zjistili přeměnu jádra lithia na dvě jádra helia.

Co si představíte pod pojmem průchodka? Gumový prstýnek padnoucí do otvoru v plechovém krytu přístroje. Eliminuje ostré hrany otvoru a chrání procházející kabel před poškozením. Trochu jiné konstrukce, hmotnosti a účelu jsou průchodky zavádějící elektrický proud do supravodičů jakéhokoli cívkového systému tokamaku ITER. Jak známo, vlastní zařízení tokamak je ukryto v jakémsi hrnci obráceném dnem vzhůru, který na první pohled připomíná dvoupatrový panelový dům, pokud by se někomu zachtělo postavit panelák válcového tvaru. To, co je spojuje, jsou tři řady oken obtáčející kruhovou stěnu. Okna – porty – slouží ke spojení vnitřku vakuové komory a vnějšího okolí kryostatu (tak se onen panelák alias kryt tokamaku ITER nazývá). Diagnostická zařízení, přívod paliva a odvod spalin to vše jsou funkce „panelákových oken“. A kromě nich tu jsou ještě veledůležité průchodky.

Říkají mu páteř tokamaku. Centrální solenoid. Fyzikálně vzato jde o primární vinutí transformátoru. Má ho každý tokamak, bude ho mít i ten největší - ITER na jihu Francie poblíž střediska výzkumu atomové energie CEA Cadarache. Proměnný elektrický proud v primárním vinutí vybudí elektromagnetickou indukcí elektrický proud v sekundárním vinutí. Tím je však jediný závit – provazec plazmatu ve vakuové komoře. Elektrický proud ohřívá plazma a jeho magnetické pole spoluvytváří magnetickou nádobu izolující plazma od stěn vakuové komory. Centrální solenoid patří pochopitelně mezi nejvýkonnější elektromagnety, které byly kdy vyrobeny.

Pokračujeme v seriálu (první díl vyšel 24. 6. 2015 a najdete ho zde: http://www.3pol.cz/cz/rubriky/jaderna-fyzika-a-energetika/1705-jak-to-bylo-s-fuzi-cast-prvni). Možná někoho překvapí, že ani špičkoví vědci ověnčení mimořádným oceněním nemají cestu umetenou. V Lindau na setkání s nositeli Nobelovy ceny se účastníci shodli, že Nobelova cena laureátům automaticky nezaručuje ani snazší financování dalšího výzkumu, ani snazší přijímání jejich prací v nejprestižnějších vědeckých časopisech. (Robert Zika: „Setkání s nositeli Nobelovy ceny v Lindau“, AB 2015/7-8.)

Zchladit se v bazénu bylo letos v létě asi to nejlepší, co šlo udělat. Jeden velký bazén s křišťálově průzračnou vodou leží i nedaleko města Baxley v USA. Veřejnosti však přístupný není – jedná se totiž o šachtu, ve které se „koupe“ jaderný reaktor elektrárny Edwin Irby Hatch. I když to není žádný plavecký bazén, je potřeba nádrž pečlivě monitorovat. V minulosti se během plánovaných odstávek na údržbu a doplnění paliva museli technici a inspektoři z plošiny zavěšené nad reaktorovou šachtou spouštět kamery připevněné na tyčích nebo na lanech, aby mohli zblízka prohlédnout svařené spoje a povrch nádoby reaktoru. Proces kontroly fungoval, jenže byl pomalý a technici museli dbát na ochranu před radiací.