Jaderná fyzika a energetika

Kryostat - pod jeho válcem se skrývá celý tokamak ITER. Skrývá především supravodivá vinutí, neboť při atmosférickém tlaku by se nepřípustně oteplovala, až by ztratila supravodivost. Pravda, vakuum těsně pod kryostatem je sice „horší“ než vakuum ve vakuové komoře, ale stačí na to, aby svou úlohu splnilo. Dolní polovina kryostatu (termosky) je už napevno smontovaná a bylo třeba ji z Kryo-dílny na staveništi tokamaku ITER přesunout do skladiště vzdáleného pár desítek metrů. Tam bude čekat na svůj den D: Na spuštění do jámy pro reaktor tokamaku ITER.

O soukromém kapitálu ve výzkumu řízené termojaderné fúze jsme psali vícekrát a dokonce jste si mohli přečíst recenzi na přehledovou knížku podobného názvu „Soukromý kapitál ve výzkumu řízené termojaderné fúze“. Zatímco v České republice fúzní odborníci na tuto oblast bádání o fúzi pohlížejí s rozpaky, ve Spojených státech spatřil světlo světa program INFUSE, který se snaží finančně zainteresovat na spolupráci národní fúzní laboratoře a právě tyto soukromníky. Ministerstvo pro energii USA si od spolupráce slibuje doslova a do písmene výhody na obou stranách – krátce a stručně: rychlejší dosažení využití fúzní energie v praxi. Rychlejší, než kdyby obě strany pracovaly na stejném tématu odděleně. Zdá se, že American Fusion Project sdružující dvanáct privátních společnosti zabývajících se termojadernou fúzí a Ministerstvo pro energii USA našly společnou řeč. INFUSE dodá energii výzkumu i výzkumníkům.

Očkování v medicíně zachránilo a zachraňuje miliony životů. Co je to ale za nesmysl, očkovat tokamak, řeknete si. A přitom je to tak. Evropský největší tokamak JET v anglickém Culhamu dostane injekci. Pokud to zafunguje, bude stejné injekce dostávat i ITER, který se právě staví. Aby byl odolný proti nestabilitám plazmatu, tzv. disrupcím.

Fúzí při magnetickém udržení (tokamaky a stelarátory) jsme se zabývali podrobně již mnohokrát. Všimněme si udržení inerciálního, které s nepatrnou nepřesností můžeme zaměnit za laserovou fúzi. V roce 1963 sovětští vědci N. G. Basov a O. N. Krochin navrhli použití laseru k zapálení řízené termonukleární reakce. Šedesátá a zejména sedmdesátá léta se nesla ve znamení zkoušek ozařování terčíku termojaderného paliva většími a většími výkony laserů se stále sofistikovanějšími tvary ozařovacích pulzů především v Sovětském svazu a ve Spojených státech. V současné době, je nejvýkonnějším laserovým systémem na světě Národní zapalovací zařízení (NIF, National Ignition Facility) v Livermore Lawrence National Laboratory (LLNL). NIF disponuje 192 paprsky, které v jednom okamžiku ozáří terčík fúzního paliva, stlačí (dojde k implozi) a ohřejí ho energií 2 MJ.

Co může být na lešení zajímavého? Všimnete si ho, že vám překáží, když procházíte ulicí. Lešení, o kterém chci vyprávět, si určitě nevšimnete, je skryto uvnitř … uvnitř vakuové nádoby termojaderného reaktoru ITER. Uvnitř nádoby, kde se bude odehrávat termojaderná fúze, nebude jen plazma, ale na vnitřních stěnách i celá řada zařízení (např. vnitřní magnetické cívky, chladicí potrubí a další). Ta se musejí připevnit ještě před uzavřením komory. A k tomu budou dělníci a technici potřebovat lešení. Po svaření posledních segmentů nádoby – prvního s devátým, když vnitřek komory budou s okolím spojovat pouze okna, se budou muset namontovaná zařízení propojit do provozuschopného stavu. Je možná humorné, když ve vyprávění o nejsložitějším vědecko-technologickém zařízení, co historie lidské společnosti spatřila, se budeme bavit o něčem tak primitivním, jako je lešení, ale věřte, že vymyslet a použít lešení uvnitř obří pneumatiky s ocelovými stěnami není vůbec jednoduché.

Určitě jste někdy zkoušeli přiblížit magnety stejným pólem k sobě. Nešlo to a nešlo. Takový nástěnkový magnet má pár gramů. A odpudivá síla je překvapivě velká. Nyní si představte magnet se supravodivým vinutím o hmotnosti 360 tun, kterým se prohánějí desítky kiloampérů elektrického proudu. Elektromagnety cívek toroidálního pole (TFCs) tokamaku ITER na sebe působí silou tisíce tun (fyzikové mi snad odpustí nekorektní, avšak názornou jednotku). Úkolem je upevnit 18 cívek toroidálního pole tokamaku ITER tak, aby se pod touto zátěží nepohnuly, ani v průběhu očekávaných 30 000 plazmatických pulzů, čili během celé jejich předpokládané dvacetileté životnosti. Každý vynucený pohyb může cívky poškodit.