Z německého stellarátoru Wendelstein 7-X se stala mediální stálice. Max Planck Institut fyziky plazmatu (IPP) a Univerzita v Greifswaldu postavili největší stellarátor na světě. Jeho stavba sice měla osmileté zpoždění a dvakrát překročila původní rozpočet, od svého dokončení ale Wendelstein 7-X nezaváhal.
Stellarátor žhaví plazma vlastně už od 10. prosince 2015. Až doteď to ale bylo héliové plazma, které Wendelstein 7-X vyrobil už více než 300 krát. Jenže héliové plazma ve stellarátoru, to není tak úplně věda. Je to spíš údržba. Zážehy héliového plazmatu totiž primárně slouží k vyčištění nádoby na udržení plazmatu. Čím čistší je stěna této nádoby, tím vyšší teplotu dosáhne plazma. Nakonec to bylo až 6 milionů stupňů Celsia.
Výroba héliového plazmatu také posloužila k testování celého zařízení, zejména přístrojů pro měření dat. Tým stellarátoru si proklepl rentgenové spektrometry, interferometry, zařízení pro měření rozptylu laserového světla i video diagnostiku. Podle šéfa projektu Thomase Klingera to všechno dobře dopadlo a stellarátor Wendelstein 7-X připravili na další klíčový krok – přechod z héliového plazmatu na vodíkové. Právě vodíkové plazma je přitom tím pravým objektem výzkumu projektu Wendelstein 7-X.
Zahájení vědeckého výzkumu na stellarátoru Wendelstein 7-X je dalším významným milníkem v historii tohoto pozoruhodného experimentu. A něco takového si žádá oslavu. Do Greifswaldu sezvali četné vědce i politiky. Dnes, 3. února 2016 proběhla slavnostní ceremonie, na které kancléřka Angela Merkel stiskem tlačítka vstřelila 2 megawattový mikrovlnný pulz do špetky plynného vodíku. Atomy vodíku přišly o elektrony a plyn se přeměnil na nesmírně horké a řídké vodíkové plazma. Ať už si o politice kancléřky, vzděláním fyzičky, myslíme cokoliv, nepochybně je pod obrovským tlakem, jaký by autor komentáře nikomu nepřál. A zažehnutí vodíkového plazmatu, to musel být úžasný pocit.
Podle Hanse-Stephana Bosche z IPP Wendelstein 7-X udržel vodíkové plazma o teplotě 80 milionů stupňů Celsia v náruči magnetického pole supravodivých magnetů po celou čtvrtinu sekundy. Tím velice potěšil své tvůrce a předčil očekávání. Úvodní experimentování na podobných hodnotách bude na stellarátoru trvat asi do půlky března. Pak ho čeká první upgrade, po kterém by měl Wendelstein 7-X podle Klingera zvládnout silnější mikrovlnné pulzy, vytvořit plazma o vyšší teplotě a udržet ho po dobu 10 sekund. Během následujících 4 let čeká stellarátor více takových vylepšení, která by měla umožnit mikrovlnné zážehy o výkonu 20 megawattů a udržení plazmy po dobu 30 minut. Wendelstein 7-X sice neumí vyrábět použitelnou energii, pro vývoj fúzní energetiky je ale k nezaplacení. Jestlipak se už tokamaky bojí o budoucnost?
Video: Wendelstein 7-X Ceremony on occasion of the first hydrogen plasma
Literatura
IPP 3. 2. 2016.
Kdy se bude jaderná fúze využívat pro výrobu energie?
Autor: Vladimír Wagner (03.12.2008)
Zachrání jadernou fúzi divoce tvarované stellarátory?
Autor: Stanislav Mihulka (25.10.2015)
Zbrusu nový stellarátor Wendelstein 7-X už žhaví plazma
Autor: Stanislav Mihulka (12.12.2015)
Diskuze:
Jestlipak se už tokamaky bojí o budoucnost?
Jan Krásenský,2016-02-06 06:41:03
A měly by?
http://www.scmp.com/tech/science-research/article/1909796/new-dawn-chinese-scientists-move-step-closer-creating
minule aspoň napsali etwa zehn miligrame helium
Josef Hrncirik,2016-02-05 21:55:36
ohlazování plazma radiací více závisí na koncentraci plazma a nečistot než na teplotě
Martin Pecka,2016-02-05 00:40:33
Vždyť Stanislav píše "pro vývoj fúzní energetiky je ale k nezaplacení". Na uhlí se teď prostě ohled nebere. A můžeme se uklidňovat třeba i tím, že jim zrovna na pobřeží pořádně fouklo, a tak uhlí pálit nemuseli =)
Dotaz na zářivost plasmy
Drahomír Strouhal,2016-02-04 09:36:22
Nejde mi ani tak přímo o stelátor, jako spíš o obecné chování plasmy. Předpoklad je takový, že sebereme vodíku všechny elektrony pryč. Nemá tedy potenciál emitovat fotony změnou polohy elektronu mezi orbitaly. Proton si to tedy valí rychlostí 0,999c a obíhá si svoji trasu v magnetických křivkách.
A nyní otázka: Může takový proton, chycený to magnetické pasti, zářit?
Re: Dotaz na zářivost plasmy
Martin Zikmund,2016-02-04 10:56:46
Proton samotný ne. Protony jsou částice, které mohou cestovat napříč vesmírem bez rozpadu. Ale při D-T fúzi k uvolnění energie samozřejmě dochází.
Re: Dotaz na zářivost plasmy
Vojtěch Kocián,2016-02-04 13:17:30
Zářit může při změně směru cyklotronovým zářením, pokud obíhá dostatečně rychle. K vyzáření fotonu by mohlo dojít i při interakci dvou protonů, kdy sice nesfúzují, ale také změní směr svého letu.
Re: Dotaz na zářivost plasmy
Marcel Brokát,2016-02-04 13:48:58
Hmm. Když vezmu v úvahu zjednodušení - tedy, že tam jsou pouze protony a ty spolu neinteragují, jako zdroj elmag záření by mohl sloužit pohyb protonů po zakřivené dráze, při kterém se emituje synchrotronové záření...
Re: Re: Dotaz na zářivost plasmy
Martin Zikmund,2016-02-04 15:41:07
Pokud se nepletu, ve stellarátoru se využívá D-T fúze, tedy fúze jádra deuteria (1 neutron) s jádrem tritia (2 neutrony). Díky vysoké teplotě je možné překonat elektromagnetickou odpudivou sílu mezi protony. Při sloučení pak unikne jeden neutron, což by měl být právě hlavní zdroj energie.
Re: Re: Re: Dotaz na zářivost plasmy
Petr Kr,2016-02-04 16:49:56
Energie je hlavně dána rozdílem hmotností "atomů" vstupujících do reakce a hmotností látek z reakce vystujících: E = (suma Min - suma Mout) * c *c
Re: Dotaz na zářivost plasmy
Josef Hrncirik,2016-02-06 10:35:54
Wiky Lawson criteria dají vrorec pro brzdné záření plazma D+T. Je tam čtverec koncentrace *odmocnina teploty. Pro z Wiki: 30 m3 při 3*10**20 ks(D či T)/m3 a T=100 MK to dá 3,8 MW. V reaktoru je tedy cca 37 mg směsi D+T majících celkem tepelnou energii 75 MJ a formálně by to tedy chládlo při konstantní počáteční rychlosti 75 MW*s/3,8 MW = 19,7 s, což je někdy chápáno jako efektivní doba zadržení tepla tj. ohřevu.
Vyzářený výkon asi extrémně závisí na čistotě plazma a možná i již na obsahu ev. He popelu.
Kolik vodíku ohřáli a jakou energii utratili
Josef Hrncirik,2016-02-04 07:06:46
celkem a z toho v plasma? Bylo to skutečně všechno ohřáto min. na 80 MK po celou 1/4 s?
Re: Kolik vodíku ohřáli a jakou energii utratili
Drahomír Strouhal,2016-02-04 09:24:43
Já myslím, že zrovna v tomto případě je to irelevantní.
Re: Re: Kolik vodíku ohřáli a jakou energii utratili
Milan Krnic,2016-02-04 22:22:38
Irelevantní myslíte proto, že jde o výzkum?
Napadá mě, spíš rovnou kolik uhlí na to spálili :-)
Re: Re: Re: Kolik vodíku ohřáli a jakou energii utratili
Jakub Beneš,2016-02-05 20:17:28
irelevantni, protoze pristroj se teprve zacina serizovat. az reknou ze je serizen a vse funguje spravne, tak teprve ma smysl zkusit ho s necim srovnat.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
