Rubriky

V sedmdesátých letech bylo jasné, že tokamak pro termojadernou fúzi udrží plazma potřebnou dobu, bude-li dostatečně velký. Stavěly se giganti JET (1983, EU), TFTR (1982, USA), JT-60 (1985, Japonsko), T-15 (1988, SSSR) a další. Divertor, protažený průřez vakuové komory, supravodivé vinutí hlavních cívek (a nejlépe všech, nejenom hlavních) byly jejich charakteristické znaky. Známkou kvality bylo dosažení H-modu – režimu vysokého udržení.

Pak se začal budovat největší z největších: v roce 2007 proběhly archeologické průzkumy tři kilometry od Cadarache, sídla vlajkové lodi francouzské termojaderné fúze – tokamaku ToreSupra. Byla zahájena stavba tisíciletí – stavba tokamaku ITER. Před historickým rokem dlouho trvalo, než kandidaturu vzdalo Japonsko ve prospěch Evropy. Nebylo to zadarmo. Jedna z odměn byla spoluúčast Evropy při stavbě celosupravodivého japonského tokamaku JT-60SA. Nebyla to modernizace JT-60, nýbrž stavba zcela nového zařízení.

Tokamak je v podstatě transformátor. Primární vinutí u tokamaku ITER se nazývá centrální solenoid. První tokamaky, jako správné transformátory, měly obě vinutí, primár a sekundár navinuté na jhu, aby se magnetický tok příliš nerozptyloval do prostoru. Poslední tokamaky používají tzv. vzduchový transformátor, to je transformátor bez jha. Magnetický tok primáru je tak silný, že intenzita v místě sekundáru – provazce plazmatu – stačí vybudit požadovaný elektrický proud. Hmotnost a náklady, které se absencí jha ušetří, se také počítají. Elektrický proud vybuzený v plazmatu plazma nejen ohřívá, ale spolu s magnetickým polem vnějších cívek izoluje plazma od stěn vakuové komory.

Začala první etapa, zdaleka ne nejsložitější, zatím největší opravy při stavbě tokamaku ITER. Demontáž sektoru číslo 7 vakuové komory již uloženého v tokamakové jámě hluboké přes třicet metrů, jeho přesun do sousedící Montážní haly, odmontování dvou cívek toroidálního pole a příprava k synchronizaci spojovacích otvorů jednotlivých sektorů a oprava popraskaného tepelného štítu. Velkou otázkou je, zda se podobné závady neobjeví na dalších dvou korejských sektorech. Výhrou je pracovní tým, který se nemění, ať montuje či demontuje. (O defektu a opravě jsme již psali zde: https://www.3pol.cz/cz/rubriky/jaderna-fyzika-a-energetika/2999-priprava-na-opravu-ulozeneho-a-znovu-vyjmuteho-sektoru-vakuove-nadoby-iter a zde: https://www.3pol.cz/cz/rubriky/jaderna-fyzika-a-energetika/3004-korejska-hyunday-heavy-industries-na-pranyri)

Jsou vědci, kteří netuší, že existuje něco jiného, než náplň jejich života – věda, konkrétně věda o fúzi. Kupříkladu můj kolega se pokaždé divil, že existuje něco jako Velká Kunratická a běhá se v lese za Prahou. Domníval se, že toto klání patří jako perník pouze a jen Pardubicím. A že to běhají lidé a ne koně, bylo mimo jeho chápání. Letos byly Hry ITER více než jen sportovním turnajem; byly oslavou. Ročník, který se konal v sobotu 9. září, byl již desátý, kdy se zaměstnanci a dodavatelé tokamaku ITER, jejich rodiny a místní sportovci a sportovkyně sešli na den plný zábavy a rekreace.

Jediný celosupravodivý stelarátor na světě byl v roce 2015 spuštěn v německém Greifsfaldu v Ústavu fyziky plazmatu Maxe Plancka. Po dlouhodobé odstávce je nyní připraven vylepšit počáteční parametry, zejména dosáhnout 30 minut nepřetržitého provozu, o kterém se principálně pulznímu tokamaku zatím nemůže zdát.

V roce 2013 se čtvrtstoletí starý tokamak rozhodl znovu objevit sám sebe a pod novým jménem zamířit k novým obzorům a cílům. Tore Supra, zařízení CEA/Euratom umístěné jeden kilometr od staveniště ITER ve výzkumném středisku CEA-Cadarache, bylo druhým tokamakem (první byl sovětský 7-7), který implementoval supravodivé magnety a Tore Supra navíc i aktivně chlazené komponenty směřující k plazmatu. Téměř dvě desetiletí držel tokamak Tore-Supra rekord v trvání plazmového pulzu 6,5 minuty výstřelem z prosince 2003. Zkušenosti získané při konstrukci a provozu Tore Supra do značné míry přispěly k definici tokamaku ITER. Uvědomění si, že znovuobjevený Tore Supra může přispět ještě více, vedlo k projektu WEST (W Environment in Steady-state Tokamak); pod touto novou identitou se stroj stal zkušební stolicí pro svého velkého souseda, který je dosud ve výstavbě. Nedávno se WEST oblékl do světelného hávu na oslavu dokončení 14 týdnů trvající „intenzivní experimentální kampaně“ s plně wolframovým divertorem ne nepodobným divertoru samotného ITER.