Rubriky

V únoru se pod patronátem Geek Wire, časopisu píšícím o kosmonautice, sešli u snídaně tři výkonní ředitelé společností, které se již několik let zabývají výzkumem řízené termojaderné fúze. Společnosti Helion Energy, General Fusion a TAE Technologies spojuje typ financování. Je jím soukromý kapitál. Na podobné téma jsme již zveřejnili několik článků a tak stačí naznačit, že schůzka bilancovala, respektive nastínila další plány tří největších ze zhruba dvaceti podobných organizací. (O soukromém kapitálu ve výzkumu 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)

Při pohledu na změť trubek na obrázku vás napadne, že je to dílo šíleného umělce zobrazující spletitost lidského osudu. Autor kovové džungle však není sochař, ale inženýr, či spíše tým inženýrů. Chladivo proudící zdánlivým kovovým chaosem musí odvést energii termojaderné reakce. U experimentálního zařízení do prostoru, u budoucí elektrárny do parogenerátoru.

Zdá se, že na termojaderném hřišti v současné době zůstali dva hráči. Ptáte se: Amerika a Rusko? Ale kdepak! Korea a Čína! Zatímco Evropa pouze deklaruje termojadernou tvář (ve snaze zachovat si tvář coby hostitel mezinárodního tokamaku ITER, se kterým má práce nad hlavu), Korea a nyní už i Čína vyhlásily termíny zahájení stavby a spuštění demonstrační elektrárny známé pod názvem DEMO. Nechtějí čekat na výsledky mezinárodního tokamaku ITER, jehož spuštění se odkládá!

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.