Rubriky

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".

Když jsem v jedné z kapitol knížky Soukromý kapitál ve výzkumu řízené termojaderné fúze (vydané Akademií věd ČR v roce 2017) psal o tom, že známý MIT (Massachusets Institute of Technology) se snaží z "laboratorní novinky osmdesátých let minulého století“ (vysokoteplotních supravodičů REBCO (Rare Earth Baryum Copper Oxide) vytvořit komerční produkt použitelný kupříkladu v tokamaku, hledal MIT investora pro tokamak založený na REBCO supravodičích. Mluvilo se o projektovaném „cenově dostupném, robustním a kompaktním tokamaku“ ARC (Affordable Robust Compact) s téměř dvojnásobnou indukcí magnetického pole 23 Tesla ve srovnání se špičkovou hodnotou 13 Tesla v centrálním solenoidu tokamaku ITER. A hle! Dnes se společnost Commonwealth Fusion Systems (CFS) za pomoci 50 milionů dolarů italské firmy Eni pustila do projektu, na jehož konci by měl být tokamak s vysokoteplotními supravodiči YBCO (ytrium-baryum-copper-oxide).

10. února 2018 zasáhla pamětníky počátků jaderné fúze smutná zpráva. Zemřel v požehnaném věku 100 let Peter Clive Thonemann, který stál u zrodu fúzního zařízení zvaného ZETA, toroidálního Z-pinče. Ve své době to bylo největší fúzní experimentální zařízení, které mělo dohnat vědecko-technický náskok Sovětského svazu (u zrodu prvních fúzních zařízení, tokamaků, stáli ruští vědci Lavrentěv, Tamm, Arcimovič a především Sacharov). Autor přežil ZETA o 49 let.

San Francisko hoří, v plamenech jsou všechna velká města ve Spojených státech.  Ani jaderný útok, ani meteorit či Godzila. To jen Saudové přiškrtili kohoutky, cena benzinu vyletěla do nebe, aby vzápětí spadla na nulu. Nebyl totiž benzin žádný. Naštvané obyvatelstvo začalo rabovat a bylo jedno, zda elektroniku nebo dětské plenky. Policie byla bezmocná, bankomaty vypáčené, banky zamčené na sto západů, národní garda v ulicích. Ozývala se střelba a nářek raněných. Tekla krev, ale netekl benzin. V chaosu a ve zmatku dopravní zácpy spěchala doktorka Jocelyne Wuová do své firmy Prometheus Ltd. Concepts. Dnes chtěla investorovi předvést své Baby.

Počátkem devadesátých let věřilo jen málo lidí tomu, že elektronový cyklotronový rezonanční ohřev (ECRH) by mohl dosáhnout parametrů vysokofrekvenčních výkonů potřebných pro ohřev plazmatu v tokamaku ITER. Mark Henderson si přesně pamatuje slova vedoucího své doktorské disertace, který ho varoval, aby se "zajímal o cokoli, ale ne o gyrotrony." První jednotka ohřívající plazma tokamaku ITER metodou elektronového cyklotronového rezonančního ohřevu bude dokončena letos, v roce 2018. Je výsledkem víceletého vývojového programu.

Za soukromé peníze se staví zařízení dvou základních typů. Jednak jsou to modifikovaná zařízení principů v minulosti opuštěných, sázející dnes na nové materiály, technologie a případně prověřené postupy dodatečného ohřevu: Helion Energy, Tria Alpha Energy, General Fusion atd. Druhá skupina vychází z nejúspěšnějšího současného zařízení - tokamaku. K nim patří Applied Fusion Systems a Tokamak Energy. Obě společnosti pocházejí z Anglie a obě vsadily na kulové tokamaky. Kulové tokamaky totiž slibují menší rozměry při stejném výkonu. Malé rozměry (a nízké náklady) reaktoru jsou mantrou všech soukromých společností zabývajících se fúzí. (O soukromém výzkumu jaderné fúze jsme již psali např. zde: https://www.3pol.cz/cz/rubriky/jaderna-fyzika-a-energetika/2012-termojaderna-fuze-v-soukromych-rukach nebo zde: https://www.3pol.cz/cz/rubriky/jaderna-fyzika-a-energetika/2103-richard-dinan-prvni-soukromy-investor-do-fuze-v-evrope nebo zde: https://www.3pol.cz/cz/rubriky/jaderna-fyzika-a-energetika/1838-jak-to-bylo-s-fuzi-cast-osma)