Rubriky

Když se řekne cívka, určitě si nikdo nepředstaví čtyřpatrový dům nebo plně obsazený Boeing. A přece! Monstrum vyrobené pro tokamak ITER s tolerancí menší než jeden milimetr by se dalo právě s takovými obry srovnávat. V hlavních zprávách o programu výroby supravodivých magnetů ITER se objevila zmínka o prvním pouzdru cívky toroidálního pole, které úspěšně absolvovalo zkoušky. Obě ramena obrovské konstrukční části veliké jako čtyřpodlažní budova a vyrobené z oceli o tloušťce 20 cm měly rozměry mezery připravené pro svaření v tolerancích od 0,25 mm do 0,75 mm, což je v porovnání k běžné vysoce přesné svařované konstrukci srovnatelné velikosti přesnost řádově větší. Přitom délka jednoho svaru je 14 metrů. A další parametry: hmotnost vinutí 110 tun, hmotnost pouzdra 190 tun… „Přesnost musí být!“ (přísnost také), protože chybné magnetické pole by nesplnilo svůj úkol. Pokud plazma unikne, žádná termojaderná reakce neproběhne a o energii budoucnosti si můžeme nechat zdát…

Výzkum energie z jaderné syntézy se v posledních čtyřiceti letech soustředil především na koncept tokamaku, ale nedávný pokrok v teorii plazmatu a výpočetního výkonu vedl k obnovení zájmu o stelarátory. Největší a nejmodernější stelarátor na světě, německý Wendelstein 7-X (W7-X), právě začal fungovat s cílem ukázat, že dřívější slabiny tohoto konceptu byly úspěšně vyřešeny a že jeho vnitřní výhody přetrvávají i při parametrech plazmatu, které se blíží hodnotám reaktoru budoucí fúzní elektrárny.

Fúze jádra vodíku (protonu) s jádrem izotopu bóru ¹¹B (pB11) je snem fúzistů od osmdesátých let minulého století. Neutrony jsou totiž prevít – způsobují sekundární radioaktivitu a degradaci konstrukčních materiálů. Dalším velkým snem je touha po přímé přeměně fúzní energie na elektrickou energii. Vynechat okruh s parogenerátorem a turbínou je určitě lákavé. Problém reakce pB11 je v její zápalné teplotě, která je desetkrát vyšší než u reakce DT (deuterium - tritium), a navíc v tom, že její energetický zisk je oproti jednomu aktu reakce DT 2x nižší. Problém přímé přeměny fúzní na elektrickou energii se experimentálně v masovém měřítku neřeší, neboť zatím není vyřešen základní problém, to je průmyslové uvolňování fúzní energie. Přímou přeměnou energie plazmatu na elektrickou energii se zabývá MHD (magneto-hydrodynamický) generátor, zatím spíše laboratorní hračka, než průmyslově používané zařízení.

Okolo vyrůstajících budov na staveništi ITER samozřejmě vyčuhují normální jeřáby, ale na nich, kromě toho, že pomáhají stavět nejdražší vědeckotechnický experiment v historii lidstva, není nic pozoruhodného. Zato zvnějšku neviditelné jeřáby, co budují tokamak ITER pod střechami v halách, to je jiná…

Při uvolňování energie jadernou fúzí je důležitým parametrem pro zachování ustáleného stavu, aby bylo termojaderné plazma izolováno od stěn nádoby pomocí magnetického pole supravodivých cívek. Supravodivé magnetické cívky mají mnohem menší příkon, než jaký by při stejném magnetickém poli vyžadovaly cívky měděné. Díky supravodičům může sice fúzní reaktor pracovat „neomezeně dlouhou dobu“, ale na druhé straně vzniká jiný problém - pomalejší odezva supravodivých cívek ve srovnání s měděnými cívkami, které taková omezení nemají. Při snížené rychlosti odezvy je obtížné udržet stabilní výboj ve velkém objemu plazmatu nebo s protaženým svislým rozměrem - výškou. Studium tohoto problému v současném supravodivém zařízení je zvláště užitečné pro ITER, mezinárodní fúzní experiment ve výstavbě, který by měl ověřit realizovatelnost jaderné fúze pro energetické účely.

Komplex tzv. Trojbudoví na staveništi ITERu má v nejvyšším bodě 60 metrů. 360 000 tun betonu, oceli, střešní konstrukce a veškeré výbavy a bude se opírat o výztužnou konstrukci seismologické jámy. Ta, tvořená železobetonovým základem a stěnami, představuje dalších 80 000 tun. Na obrázku vidíte průřez Komplexem tokamaku s Budovou diagnostiky na pravé straně a Budovou tritiového hospodářství na levé straně. Uprostřed leží betonové biologické stínění tvořící kruhovou jímku, ve které bude zdola nahoru montován vlastní tokamak ITER. Porovnejte čísla na výkresu s níže uvedenými informacemi.