Rubriky

Tokamak ITER, který se staví ve Francii, by měl uvolňovat fúzní výkon 500 MW. Ve vakuové komoře, kde budou probíhat termojaderné reakce v plazmatu, se nesmí horké plazma dotknout vnitřní stěny komory. Tomu budou bránit magnetická pole. Pokud se tak přece jen stane, plazma se ochladí a stěna se může poškodit. Ideální by bylo stěnu po každém výstřelu zkontrolovat.

Plazma v termojaderném tokamaku je nutné ohřát na 150 milionů stupňů. Pak je dostatečně veliká pravděpodobnost zapálení požadované fúzní reakce. Můžeme to udělat ohmickým ohřevem, mikrovlnami a vstřikováním neutrálních iontů. Určitě není účelem tohoto článku podat zevrubné informace o funkci NBI (Neutral Beam Injection) - vstřiku svazku neutrálních částic. Na to je běžný prostor popularizačního článku příliš skromný. NBI se používá vedle mikrovlnné energie k doohřevu tokamakového plazmatu na fúzní teploty. Základním ohřevem je ohmický ohřev elektrickým proudem, ten ale nestačí, neboť při vyšších teplotách jeho ohřevová účinnost klesá. Na tokamaku ITER, který se právě staví v jižní Francii, se právě instalují hlavní části dvou testovacích zařízení pro systémy vstřikování svazků neutrálních částic SPIDER a MITICA.

Největší tokamak na světě ITER staví sedm partnerů v Cadarache na jihu Francie: EU, Rusko, Čína, USA, Japonsko, Jižní Korea a Indie. Palivem bude směs deuteria a tritia. Jediné místo ve vakuové komoře termojaderného reaktoru ITER, kde se silokřivky udržujícího magnetického pole dotýkají stěny, je tzv. divertor. Na něj podél silokřivek dopadají nečistoty, které deionizovány opouštějí díky výkonným vývěvám prostor kolem divertoru, a tím i vakuovou komoru. Nečistoty dopadají na terče a kopuli divertoru – nejvíce tepelně namáhanou část celé vakuové komory. Divertor tvoří 54 částí – kazet divertoru. Kopule všech 54 kazet dodá Ruská domácí agentura ITER.

Přitahují pozornost - blesky vylétající ze vzdáleného konce Montážní haly na staveništi největšího světového tokamaku, do něhož lidstvo vkládá důvěru ve vyřešení svého energetického hladu. Leštěný kov a pravé stříbro, materiál nezvyklý na panelech tepelného štítu, chrání sektor vakuové nádoby před infračerveným zářením. První sektor, kterým se stal sektor č. 6, je upevněn mezi ramena vysokého pomocného montážního nástroje. Na tepelný štít pro celou vakuovou nádobu (devět sektorů) je třeba více než tuna stříbra, které ze všech kovů nejvíce odráží infračervené záření.

Vyhlídka na využití síly hvězd se posunula o krok blíže realitě poté, co vědci vytvořili nový rekord v množství energie uvolněné při trvalé fúzní reakci. Vloni proběhla druhá deuterium-tritiová kampaň na největším tokamaku Joint European Torus v Culhamu u Oxfordu. Během pětisekundového zážehu fúze se uvolnilo 59 megajoulů tepla – to odpovídá asi 14 kg TNT, což je více než dvojnásobek předchozího rekordu 21,7 megajoulů z roku 1997 stejným zařízením. (O JET jsme naposledy psali před dvěma dny zde https://www.3pol.cz/cz/rubriky/jaderna-fyzika-a-energetika/2801-jet-slavi-100-000-vystrel) Nyní jsme zvědaví, jaký bude špičkový uvolněný fúzní výkon. V roce 1997 byl 16,5 MW, což představovalo zisk Q = 0,65.

Jeho spuštění v roce 1983 přihlíželo Její Veličenstvo královna Alžběta II. Evropský tokamak JET (Joint European Torus) umístěný v Abingdonu poblíž Oxfordu je stěžejním experimentálním zařízením evropského výzkumného programu jaderné fúze. Je bezesporu jedním z nejdůležitějších zařízení na světě v historii výzkumu energie z jaderné syntézy. Dne 18. ledna 2022 završil stroj svůj 100 000. výstřel - dvakrát přitom došlo k zažehnutí jaderné fúze (roku 1997 a 2021). Plasma uvnitř jeho vakuové komory dosahuje vyšší teploty, než které kdy byly naměřeny na Slunci.