Rubriky

Druhý týden v červnu přinesl neobyčejnou zprávu. Třípól již psal o projektu britské komise pro atomovou energii UKAEA zvaném STEP (Spherical Tokamak for Energy Production). Projekt má vyústit v prototyp fúzní elektrárny. Culham Centre for Fusion Energy poblíž Oxfordu vedle legendárního tokamaku JET dlouhá léta studuje také kulový tokamak, který je modifikací klasického. Má vyšší beta než klasický tokamak, což znamená, že při stejném magnetickém poli dokáže udržet větší tlak plazmatu. Kariéru kulových tokamaků začal tokamak START a jeho pokračovatelem je dnes tokamak MAST (Megaamp Spherical Tokamak). Navíc v Culhamu funguje privátní společnost Tokamak Energy, která dnes provozuje tokamak ST40. Ke kulovému tvaru přidala vysokoteplotní supravodiče. Dokonce vysokoteplotní supravodiče vyvíjí nezávisle na tokamaku ST40. UKAEA spolupracuje s laboratoří Plasma Science and Fusion Center (PSFC), patřící americkému Massachusetts Institute of Technology. Potud se zdá vše přijatelné.

ITER bude prvním fúzním zařízením v měřítku reaktoru. Bude mít samozřejmě také velín, který si ve složitosti nezadá s běžnou jadernou elektrárnou. Prototypové rozhraní v ovládací místnosti monitoruje systémy tokamaku a pomocí červeného, oranžového a zeleného světla bude zobrazovat celkový stav všech komponent. 3D reprezentace zařízení na obrazovce umožňuje přiblížení, oddálení a rotaci – a zahrnuje jemněji odstupňovanou stupnici označující účinek detekované události u každého ze systémů tokamaku.

Výzkum plazmatické samoorganizace najdete na křižovatce energie fúze, astrofyziky a pohonu vesmírných lodí. Je známa nejméně od počátku šedesátých let, i když se jí tak ještě neříkalo. Pod tímto názvem najdeme celou řadu jevů v plazmatu, které jsou široce používané, ačkoli jejich úplná teorie neexistuje. Úkolem současného výzkumu je porozumět schopnosti plazmatu spontánně se znovu uspořádat do různých tvarů. Díky využití této pozoruhodné vlastnosti by mohly být fúzní elektrárny kompaktnější, tedy ekonomičtější, a mohly by fungovat fúzní raketové motory.

Největší tokamak na světě staví v Cadarache na jihu Francie sedm partnerů: EU, Rusko, Čína, USA, Japonsko, Jižní Korea a Indie. Palivem bude směs deuteria a tritia ve stavu plazmatu. V předchozích článcích jsme psali o jednotlivých součástech zařízení i o cívkách poloidálního pole - jednoho z magnetických polí, která tokamak potřebuje k udržení plazmatu. Dnes budeme psát o cívce č. 6 (PF6). Zdá se být velká a masivní, má průměr 10 metrů a hmotnost 330 tun. Ale všechno je relativní. Ve čtvrtek 21. dubna 2021, kdy byla cívka vyjmuta z nosného rámu a zvednuta 25 metrů nad hlavy dělníků, aby byla přenesena do montážní jámy tokamaku, se vnímání její velikosti dramaticky změnilo: ve srovnání s obrovským objemem montážní haly se najednou zdála malá. Vypadala jako ocelový frisbee (dětský házecí disk) pomalu klouzající prostorem.

Poté, co prošel řadou přísných testů, získal první ze sedmi modulů supravodivých magnetů, které budou tvořit „pulsující srdce“ mezinárodního fúzního reaktoru ITER, hodnocení „schopen, bez vady“. V General Atomics Magnet Technologies Center v San Diegu v Kalifornii se vyrábí několik centrálních solenoidových modulů. Modul postavený v San Diegu společností General Atomics pod vedením americké části projektu ITER se sídlem v ORNL, koncem toho roku zamíří do Francie, kde probíhá montáž tokamaku ITER. V pravý čas bude následovat šest zbývajících modulů (jeden je náhradní), které se nyní vyrábějí a které dohromady vytvoří centrální solenoid, jeden z nejsložitějších a nejnáročnějších magnetických systémů, jaký byl kdy vyroben.

Více než deset let přednáším, píšu a čtu o objevu termojaderné fúze zhruba v následujícím schématu: Arthur Eddington (1882–1944) spoluorganizoval a zúčastnil se dvou výprav za zatměním Slunce. Poslední v roce 1919 na Princově ostrově změřila ohyb světla hvězdy hmotou Slunce a podpořila tak obecnou teorii relativity jeho dobrého známého, kterým nebyl nikdo jiný než Albert Einsten (1879–1955). Eddington se dobře vyznal ve slunečních procesech a jako první odhadl, že na Slunci produkuje helium fúze vodíku.