Jaký byl rok 2022 na staveništi ITER

V úplně posledních dnech roku 2021 dosáhl evropský JET, největší ze všech provozovaných tokamaků na světě, svoje vůbec první plazma s vysokým udržením a prakticky zdvojnásobil svůj rekord v uvolňované energii z roku 1997. O rok později, v posledních dnech roku 2022, překonalo National Ignition Facility (NIF) ve Spojených státech prahovou hodnotu, při které se energie vložená do plazmatu rovná energii generované fúzními reakcemi. Co všechno se událo mezi tím na staveništi projektu ITER?

Přestože se JET a NIF radikálně liší pokud jde o koncepci, účel a technologii (jeden zkoumá magnetickou fúzi, druhý inerciální fúzi založenou na ozařování terčíku laserem), jejich obdivuhodné úspěchy zaujaly svět. Obě události zvýšily šanci fúze jako potenciálního dlouhodobého zdroje energie. Průlomy na JET a NIF nebyly jedinými událostmi posledních 12 měsíců, které ovlivnily  vnímání výzkumu fúze. Soukromé investice do velkých i malých začínajících fúzních podniků dosáhly v roce 2022 rekordních 4,8 miliardy USD – což je o 139 % více než v předchozím roce.

Úspěch ve velkých veřejných projektech a přísliby soukromých podniků se objevily v mediálních titulcích po celém světě. A všechny oči byly opět upřeny na ITER, projekt průmyslové velikosti, ke kterému směřuje většina výzkumu fúze na celém světě.

Rok změn a ztrát

Letošní rok na ITER byl rokem změn, pokroku i značných technických a průmyslových problémů. Byl to také rok poznamenaný ztrátou úspěšného ředitele Bernarda Bigota, který stál v čele ITER od roku 2015 a který zemřel 14. května ve věku 72 let.

O několik dní dříve, ve dnech 11. až 12. května, se montážnímu týmu ITER podařila jedna z nejpozoruhodnějších a nejsložitějších operací v sekvenci montáže stroje: instalace prvního z devíti požadovaných „sektorů vakuových nádob“ uvnitř jámy tokamaku. Umístění této mamutí komponenty, vysoké jako pětipatrová budova a těžké jako tři plně naložené Airbusy A380, představovalo mimořádný výkon při manipulaci a koordinaci.

Největší výzva však měla teprve přijít. To když byly objeveny trhliny v chladicích okruzích tepelných štítových panelů podobných těm, které již jsou uvnitř instalovaného sektoru. ITER, poprvé od zahájení montážní sekvence v roce 2020, čelil vážnému problému. ITER je jedním z největších vědeckých počinů všech dob. Je to však také obrovské průmyslové a lidské úsilí a problémy, s nimiž se v roce 2022 setkal, byly brutální připomínkou této dvojí povahy. Tváří v tvář problému tepelného štítu a dalšímu technickému neúspěchu pramenícímu z rozměrových neshod na okrajích  („úkosové spoje“) sektorů vakuových nádob, ITER udělal to, co by měl vždy každý průmysl udělat: spojil odborníky, aby prozkoumali možnosti oprav, analyzovali dopad na náklady a harmonogram a posoudili různé možnosti nápravy. Pro generálního ředitele ITER Pietra Barabaschiho, jmenovaného Radou ITER v září jako nástupce Bernarda Bigota, to nebylo nic neobvyklého: jako bývalý vedoucí evropsko-japonské spolupráce na tokamaku JT-60SA v japonské Naka byl obeznámen s obtížemi, které stavba tokamaku obnáší.

Nové stavby

Montáž samotného stroje je pouze jedním aspektem konstrukce ITER. Pokrok projektu závisí na řadě paralelních činností – některé jsou jasně zřetelné, jiné sotva patrné. Mezi nové stavby, které se v roce 2022 zvedly na staveništi ITER ze země, patří řídicí třípatrová budova o ploše 3 500 metrů čtverečních, která bude domovem 60 až 80 operátorů, inženýrů a výzkumníků (Control Building).

V dílně kryostatu byla v březnu dokončena poslední část kryostatu ITER – horní víko o hmotnosti 665 tun. Znamenalo to finále roky trvajícího průmyslového dobrodružství.

Demontáže

Po sedmi letech věrné služby byl po dokončení poslední z 30 vyrobených dvojitých cívek demontován navíjecí stůl poloidálních cívek. S jednou prstencovou cívkou (PF5) instalovanou v září 2021 a druhou (PF2) připravenou k montáži v lednu 2022 nyní probíhají práce na posledních a největších dvou cívkách (obě o průměru 24 metrů), s předpokládaným datem dokončení v polovině roku 2023 (PF4) a polovině roku 2024 (PF3). Zejména kvůli těmto dvěma poloidálním cívkám, PF4 a PF3 nemohla být jejich výroba svěřena továrně mimo staveniště ITER. První zkolaudovanou budovou na staveništi ITER byla hala pro jejich navíjení dlouhá 257 m, široká 49 m a vysoká 18 m.

V roce 2022 členové ITER Organization dodali celkem sedm nejhmotnějších částí tokamaku (HEL, Highly Exceptional Loads): jeden sektor vakuové nádoby, jednu cívku poloidálního pole a pět cívek toroidálního pole. „Konvenční mimořádné náklady“ – neboli náklady, které nepřesahují 5 metrů na výšku nebo šířku a váží méně než 60 tun – představovaly dalších 34 dodávek, zatímco konvenční  „normální“ těžké náklady čítaly dalších 111 položek.

Skryté činnosti

V budovách staveniště ITER byly zahájeny méně viditelné (pod střechou ukryté) činnosti.  Před uvedením do provozu se dává dohromady zařízení zdrojů pro elektrickou energii, konverzi AC/DC, kryogeniku a odvod tepla. Na 42hektarové platformě ITER začínají postupně bzučet systémy a cvakat ovladače; voda a chladicí kapaliny cirkulují potrubím a ventily a počítače „obchodují“ s daty – zkrátka pomalu ožívají první podmnožiny rozsáhlé průmyslové infrastruktury vědecké instalace.

Na pravé straně komplexu Tokamak (Trojbudoví = Hala tokamak, Tritiové hospodářství a Terminály diagnostik), poblíž žlutého teleskopického jeřábu, byl začátkem listopadu přišroubován k betonové desce první ze 13 ocelových rámů (15 až 25 metrů vysokých) pro budovu vysokého napětí neutrálního vysokoenergetického svazku. Budova vedle komplexu Tokamak (Trojbudoví ) dosáhne 84 metrů délky a 28 metrů šířky.

Osobní setkávání

Život se také vrátil do jednacího sálu Rady ITER, kde se po dvou letech jednání na dálku diktovaných Covidem mohli delegáti členů znovu osobně setkat. Odvolaná omezení umožnila také obnovení veletoku návštěv veřejnosti, zejména během tří Dnů otevřených dveří, které se konaly v červnu, září a listopadu.

ITER v roce 2022 navštívilo mnoho VIP doslova z různých koutů: Mohammad Sanusi Barkindo, generální tajemník Organizace zemí vyvážejících ropu (OPEC), který navštívil ITER krátce před svým náhlým odchodem, prohlásil, že „velikost a složitost toho, co viděl, mu doslova vzaly řeč.“ Pan Ki-mun v červenci v ITER vycítil „ducha“ národů spolupracujících na společném cíli podobnému tomu, který zažil během svého devítiletého působení ve funkci generálního tajemníka Organizace spojených národů. Gabriela Hearst, kreativní ředitelka módního domu Chloé a od roku 2022 vášnivá zastánkyně fúze, považovala svou květnovou návštěvu ITER za privilegium a „pravděpodobně jeden z nejvíce naplňujících dnů [její] profesionální kariéry“.

V současném obtížném mezinárodním kontextu zůstal ITER věrný svému základnímu ideálu – jedinečné, téměř utopické představě, že národy mohou spolupracovat v harmonii „ve prospěch celého lidstva“ jak se v roce 1985 dohodli v Rejkjavíku dva velcí státníci: Ronald Reagan a Michail Gorbačov.

https://www.iter.org/