Fyziklání 2024 - výsledky
Jako každý rok se i letos dne 16. 2. 2024 v Praze na letňanském výstavišti PVA EXPO Praha konala mezinárodní týmová fyzikální soutěž s názvem Fyziklání. Organizátorem již 18.
Jaderná fúze láká energetiky už dlouhou dobu jako možný zdroj velkého množství energie pro budoucnost. Obvykle se pokládá za obor ještě těžší než fyzika jaderného štěpení. A hle – přitom existují studenti, kteří se sami pouštějí do konstrukce vlastního zařízení, ve kterém může fúze nastat! Nevěříte‑li, čtěte tento článek. Dva středoškolští studenti z Martina popisují, jak si postavili fúzor. Uchvátil je také pražský tokamak Compass‑D a chtěli by se i dál věnovat fyzice. Článek jsme nechali záměrně ve slovenštině, aby si čtenáři cvičili jazyk našich blízkých sousedů.
V nádobe sa vytvorí vákuum pomocou dvoch typov vývev – rotačnej a difúznej. Pomocou rotačnej vývevy dosiahneme tlak rádovo 1 Pa, čo je vákuum potrebné pre spustenie difúznej vývevy. Pomocou difúznej vývevy neskôr dosiahneme vákuum o tlaku zhruba 10‑2 Pa, ktoré je nevyhnutné pre účely fúzora.
Do takéhoto vákua sa privedie deutérium, ktoré je neskôr urýchľované rozdielom potenciálov medzi elektródami na potrebnú energiu. Vysoké vákuum je potrebné jednak kvôli zápalnému napätiu samostatného výboja a taktiež kvôli strednej voľnej dráhe častice. Ak by bol v recipiente (vákuovej nádobe) vyšší tlak, potom by sa samostatný výboj zapálil pri nižšom napätí, ako potrebujeme dosiahnuť a teda energia častíc, ktorá je priamo úmerná napätiu medzi urýchľovacími elektródami, by nebola dostatočná.
Pomocou tejto aparatúry sa nám podarilo dosiahnuť dostatočne vysoké vákuum, čo bol jeden s najdôležitejších výsledkov práce, inak by sa v pokusoch nedalo pokračovať. Toto vákuum sme pôvodne chceli merať pomocou amatérsky vyrobeného ionizačného vákuometra, avšak ako sa ukázalo, odpor vlákna bol príliš vysoký pre profesionálnu elektroniku, takže sa dal použiť iba ako zdroj iónov. Preto sme museli hodnoty tlaku iba rádovo odhadnúť. Zápalné napätie presiahlo maximálne napätie zdroja, čo bolo 10 kV, z čoho sme usúdili, že tlak mohol byť najviac 10‑2 Pa (pri vyššom tlaku by sa zapálil samostatný výboj, a to sme nepozorovali).
V týchto plynoch sme sa pokúsili zapáliť samostatný výboj. Na obr.2 je samostatný výboj vo vzduchu. Takto dosiahnutý výboj sa ukázal byť veľmi nestabilný. Preto sme ho stabilizovali pomocou zdroja iónov, ktorý výboju dodal ióny, teda zvýšil a stabilizoval prúd vo výboji. Na obr.3 je fotka žeravenia zdroja iónov.
Na základe týchto údajov, hlavne napätia, sme s konzultantom usúdili, že sa nám podarilo dosiahnuť podmienky vhodné pre jadrovú fúziu, ktorá by pravdepodobne prebehla, ak by sme do recipientu priviedli deutérium.
Okrem praktických pokusov sme aj simulovali rozloženie elektrických polí v recipiente pomocou počítačového programu. Na obr.4 je zobrazená elektrická intenzita, ktorej gradient určuje smer vektoru rýchlosti, ktorú nabitá častica získa pri urýchlení.
Počas minulého roka sme naším projektom vyhrali druhé miesto v súťaži CASCADE a vďaka tomu sme sa zúčastnili týždňa vedy v Prahe. Dostali sme sa aj na tokamak Compass‑D, ktorý nás uchvátil. Čo sa týka nášho nasledovného štúdia, radi by sme sa ďalej venovali fyzike, a to jednému z jej mnohých odborov – fúzii, poprípade astronómii.
Poďakovanie patrí nášmu konzultantovi RNDr. Michalovi Stanovi, PhD, ktorý nám pomáha so zostrojením fúzora a Ing. Milanovi Řípovi, CSc., ktorý nám ochotne poskytuje informácie a vďaka ktorému sme sa takejto problematike začali venovať.
Jako každý rok se i letos dne 16. 2. 2024 v Praze na letňanském výstavišti PVA EXPO Praha konala mezinárodní týmová fyzikální soutěž s názvem Fyziklání. Organizátorem již 18.
Vědci v Číně sestrojili jadernou baterii, která dokáže vyrábět energii až 50 let bez dobíjení. BV100 od společnosti Betavolt je menší než mince a obsahuje radioaktivní izotop niklu, který ...
Dosavadní průtočné chlazení elektrárny Hodonín vodou z řeky mělo hlavně v létě omezenou kapacitu. Po několikaměsíčním testu přešel do ročního zkušebního provozu nový chladicí systém.
Na střední školy míří početně nejsilnější generace za poslední léta. V loňském roce se tisíce žáků nedostaly ani na „učňák“.
Výzkumný tým katalánské univerzity navrhuje komunikační systém umožňující záchranným službám pracovat bezpečně v obtížných situacích.
Krásně a jednoduše vysvětleno se srozumitelnými animacemi. V angličtině.