Další bod pro stellarátor Wendelstein: magnetická pole přesně jak mají být  
Německý stellarátor Wendelstein 7-X má našlápnuto k tomu, aby se stal slibným modelem fúzního reaktoru.

 

Vizualizace magnetických polí stellarátoru. Kredit: Sunn Pedersen et al. (2016), Nature Communications.
Vizualizace magnetických polí stellarátoru. Kredit: Sunn Pedersen et al. (2016), Nature Communications.

Fanoušci nespoutané fúzní energetiky jistě dobře vědí, že v německém Greifswaldu už od loňského prosince (2015) žhaví plazma největší stellarátor světa Wendelstein 7-X. Stellarátory jsou fúzní reaktory doopravdy divokých tvarů, které představují zajímavou alternativu ke známějším tokamakům. Stellarátor Wendelstein 7-X je teď v ohnisku zájmu celé fúzní komunity. Všichni s napětím očekávají, jestli dostojí očekáváním, a jestli by se stellarátory nakonec nemohly stát opravdu nebezpečnými konkurenty tokamaků. Odborníci jako jednu z klíčových charakteristik provozu stellarátoru sledují, jak kvalitní magnetická pole dovede Wendelstein 7-X vytvořit.

 

Sam Lazerson. Kredit: Elle Starkman / Office of Communications.
Sam Lazerson. Kredit: Elle Starkman / Office of Communications.


Jak se zdá, Wendelstein 7-X ve tvorbě komplikovaných magnetických polí exceluje. Podle dosavadních výsledků Sama Lazersona z laboratoří Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) a týmu stellarátoru Wendelstein 7-X produkuje vysoce kvalitní magnetická pole, která svým uspořádáním velice dobře odpovídají nemálo komplikovanému designu stellarátoru. Výsledky jejich studie nedávno publikoval časopis Nature Communications. Zatím prý vše nasvědčuje tomu, že by stellarátory mohly mít zářnou budoucnost. V tuto chvíli se na testování stellarátoru podílí i početný tým amerických institucí, kromě PPPL ještě například laboratoře Oak Ridge a Los Alamos National Laboratories, Auburn University, MIT, University of Wisconsin-Madison nebo společnost Xanthos Technologies.

 

 

Divoce tvarované plazma stellarátoru (žlutě). Kredit: 	Max-Planck Institut für Plasmaphysik.
Divoce tvarované plazma stellarátoru (žlutě). Kredit: Max-Planck Institut für Plasmaphysik.

 


Stellarátory, jako je Wendelstein 7-X uchovávají plazma ve 3D magnetických polích. Jejich uspořádání umožňuje kontrolovat chování plazmatu, aniž by bylo nutné v plazmatu vytvářet elektrický proud, tak jako to dělají tokamaky. To představuje zásadní výhodu pro provoz fúzního reaktoru v podobě stellarátoru. V tokamaku totiž dochází k výpadkům, při nichž se náhle přeruší vnitřní elektrický proud a fúzní reakce se kvůli tomu zhroutí. 
Laboratoře Princeton Plasma Physics Laboratory hrají v projektu stellarátoru Wendelstein 7-X významnou roli. Navrhli klíčové komponenty pro systém magnetických polí stellarátoru, s jejichž pomocí lze magnetická pole jemně nastavit, a také je lze použít k proměřování vytvořených magnetických polí prostřednictvím svazků elektronů vystřelovaných podél čar magnetického pole.

 

Uvnitř divoce tvarovaného stellarátoru. Kredit: Gwurden / Wikimedia Commons.
Uvnitř divoce tvarovaného stellarátoru. Kredit: Gwurden / Wikimedia Commons.

Podle Lazersona vše funguje tak, jak má. Ukazuje se, že magnetická pole vytvářená stellarátorem jsou navzdory extrémnímu designu zařízení neuvěřitelně přesná. Odchylky jsou prý menší nežli 1:100 tisícům. To je obdivuhodné, ať už při konstrukci stellarátoru anebo při měření komplikovaných magnetických polí. Klobouk dolů.

 


Stellarátor Wendelstein 7-X je nejnovější verzí konceptu stellarátoru, který v padesátých letech navrhl astrofyzik z Princetonu Lymam Spitzer. Stellarátory byly dlouho ve stínu tokamaků. Ale tokamaky ne a ne definitivně zvítězit, a tak nové pokroky v teorii plazmatu společně s růstem výpočetního výkonu počítačů, najednou vracejí stellarátory do hry. Ať už ale nakonec vyhrají tokamaky, stellarátory nebo nějaký jiný model fúzního reaktoru, hlavně aby uspěla fúzní energie jako taková.

Video:  Thomas Klinger (IPP): The Superconducting Stellarator Wendelstein 7-X



Video: Wendelstein 7-X -- from concept to reality


Literatura
PPPL 2. 12. 2016, Nature Communications 7: 13493, Wikipedia (Wendelstein 7-X).

Autor: Stanislav Mihulka
Datum: 15.12.2016
Tisk článku

Příběhy Tóry - Divecký Jan
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 239 Kč
cena: 212 Kč
Příběhy Tóry
Divecký Jan
Související články:

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)
Největší stellarátor Wendelstein 7-X vyrobil první vodíkové plazma     Autor: Stanislav Mihulka (04.02.2016)
Čína hlásí nový fúzní rekord: V tokamaku drželi plazma 102 sekund!     Autor: Stanislav Mihulka (09.02.2016)
Tokamak Alcator dosáhl světového rekordu ve fúzi poslední den provozu     Autor: Stanislav Mihulka (23.10.2016)



Diskuze:

Forever Blocked,2016-12-25 06:27:49

Když nad tím tak přemýšlím, co se tím klasickým motorem nechat inspirovat a vytvořit magnetickou zážehovou komoru a magnetický píst? Tvar by to mohlo mít kónusu na jehož špičce je kulová komora.

Odpovědět


Re:

Forever Blocked,2016-12-25 06:41:52

vznětovou ... anebo zážehovou pro silné lasery, něco jako je ten gamma nůž, ale to už příliš fantazíruju... dříve budeme cestovat na proximu centauri s motory na antihmotu

Odpovědět

self organizing matter

Bluke .,2016-12-23 12:25:54

Takze stellator je vlastne zariadenie ktore sa snazi udrzat a organizovat hmotu / plazmu tak ako to vidia fyzici vo svojich mat-fyz modeloch a nie tak ako to vymyslela priroda sama v samotnom univerze. To bude urcite fungovat ... len v ich modeloch. Skoda tych prejebanych penazi.

Odpovědět


Re: self organizing matter

Chromý Lenochod,2016-12-24 05:40:12

to je i spalovací motor

Odpovědět

Slava Nazdarvejletu,2016-12-22 11:07:31

paprsek plasmatu rozdělit do tisíce vrstev, a potom nechat modulaci zkolabovat zpět do jednoho proudu

Odpovědět


Re:

Slava Nazdarvejletu,2016-12-22 11:15:12

asi to nebude nejúčinnější, ale dalo by se s tím začít

Odpovědět


Re: Re:

Slava Nazdarvejletu,2016-12-22 11:22:54

Možná to bude jen virtuální, ale co víte o dynamice tlaků v plasmatu? Matematicky se dá představit si leccos. Je to úžasné zařízení. A více se podobá hudebnímu nástroji, na kterém se budou hledat ty správné alikvotní tóny.

Odpovědět


Re: Re: Re:

Slava Nazdarvejletu,2016-12-22 11:41:53

Určitě už mají pro plasmové obecenstvo připravenou celou řadu skladeb, a budou sledovat reakce.

Odpovědět

Wendelstein 7 - x

Vlastislav Výprachtický,2016-12-16 16:23:28

Typ Stellarátoru asi nebyl dobrým pro výběr fúzního reaktoru. K řešení se nabízí multipólové uspořádání magnetů, což umožňuje volit potřebné tvary reaktoru. je možné, že po zkušenostech s urychlovači, bude multipólová konstrukce použita.

Odpovědět

tvar pole

Jarda Votruba,2016-12-16 09:17:52

dobrý den
může mi někdo polopaticky vysvětlit, jak ten zkroucený tvar plazmatu vlastně funguje? V čem je lepší než toroid?
Děkuji

Odpovědět


Re: tvar pole

Libor Tomáš,2016-12-16 13:16:49

Neco bylo vysvetleno tady:
http://www.osel.cz/8500-zachrani-jadernou-fuzi-divoce-tvarovane-stellaratory.html

Stellarátory fungují podobně jako tokamaky. Tokamaky sice o něco lépe udržují polapenou plazmu, ale stellarátory mají zase celou řadu výhod, které by se uplatnily ve fúzních elektrárnách. Hlavní rozdíl mezi nimi spočívá v tom, že ve stellarátoru zajišťuje uzavření drah částic plazmatu výhradně magnetické pole vnějších cívek.
V čem je háček? Stellarátory musejí mít doopravdy divoce tvarované magnetické cívky, a mají tím pádem divokou i konstrukci samotného reaktoru.

Odpovědět


Re: tvar pole

Gordon Freeman,2016-12-16 13:40:00

Modelováním zjistili, že je tento tvar optimální. Možná to má co do činění se vzájemnou periodou oběhu částic, které se pohybují zařízením v různých místech.

Odpovědět


Re: Re: tvar pole

Pavel A1,2016-12-16 23:02:13

Máte pravdu. Aby se ve stelarátoru udrželo stabilní plazma, musí se pohybovat synchronně, tedy každá jeho část se musí pohybovat stejnou rychlostí po stejně dlouhé dráze. Aby se toho dosáhlo, měly první stelarátory měly tvar osmičky, ale tam byl problém s křížením. Tento stelarátor má plazma ve tvaru přetáčené pásky, čímž se také dosáhne stejně dlouhá dráha pro každou část plazmatu.

Odpovědět


Re: Re: Re: tvar pole

Slava Nazdarvejletu,2016-12-22 09:45:14

Jestli by té fůzi neprospělo na té smyčce nějaké zůžeží, hrdlíčko, kde by plazmo mělo na výběr buďto fůzovat nebo čekat ve frontě.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: tvar pole

Slava Nazdarvejletu,2016-12-22 09:49:26

Poslat proti sobě přes ty cívky mexické vlny. Hmm

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: tvar pole

Slava Nazdarvejletu,2016-12-22 09:50:53

oni to asi tak dělají, že to plazma drtí nebo ne?

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: tvar pole

Slava Nazdarvejletu,2016-12-22 10:03:58

to programování cívek bude na celém experimentu nejzajímavější... nejprve to celé roztočit a udržovat v maximální rychlosti, a potom do toho pustit vlnu, která bude obíhat v protisměru.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: tvar pole

Slava Nazdarvejletu,2016-12-22 10:07:59

když to přeženou, tak jim to exploduje ... budou ty zuby muset počítat hodně opatrně

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: tvar pole

Slava Nazdarvejletu,2016-12-22 10:17:07

když to přeženu, tak ty cívky vyválcují šokově plazma na drátek

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: tvar pole

Slava Nazdarvejletu,2016-12-22 10:27:49

teoreticky by ten plazmatický proud mohl mít několik vrstev, které by se setkávaly, možná i protisměrných, které by se srážely ... ale to už by bylo na skutečně extra složité počítání

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: tvar pole

Slava Nazdarvejletu,2016-12-22 10:56:44

poeticky řečeno, fůzi hledat v třesku frekvenčních funkcí

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: tvar pole

Jan Novák9,2016-12-23 12:16:26

Jsem cetl ze google vyviji bota ktery bude spamovat diskuze pseudo-relevantnimi prispevky aby otravil uzivatele s nedostatecne politicky korektnimi nazory.
Koukam ze cesky web uz ho ma, a neomezuje se na politicke diskuze...

Odpovědět


Napřed ale vymazali fundamentální politicko ekonomickou výhodu stellatoru

Josef Hrncirik,2016-12-23 14:08:00

Odpovědět


Re: Napřed ale vymazali fundamentální politicko ekonomickou výhodu stellatoru

Chromý Lenochod,2016-12-24 04:48:55

Chcete mi snad tvrdit, že magnetické pole nemůže oscilovat?

Odpovědět


Po Velkém Třesku Nemůže Neoscilovat

Josef Hrncirik,2016-12-24 08:07:37

Odpovědět


Re: Po Velkém Třesku Nemůže Neoscilovat

Chromý Lenochod,2016-12-24 09:59:56

Ve kterých parametrech a čím jsou definovány amplitudy?

Odpovědět


Re: Re: Po Velkém Třesku Nemůže Neoscilovat

Josef Hrncirik,2016-12-24 14:19:37

Kvantovaným pořadovým číslem VT.

Odpovědět


Re: Re: Re: Po Velkém Třesku Nemůže Neoscilovat

Zakazane Nazorysro,2016-12-25 18:18:00

A kam by se podle Vás vypařoval smysl je počítat?

Odpovědět


Do black hole

Josef Hrncirik,2016-12-25 21:54:42

Odpovědět


Re: Do black hole

Zakazane Nazorysro,2016-12-25 22:38:43

Takže nezbyde než čekat s čím příjdou Wendelíni.

Odpovědět


Najali si je nejlepší Asyřané

Josef Hrncirik,2016-12-26 09:37:55

Odpovědět


Re: Napřed ale vymazali fundamentální politicko ekonomickou výhodu stellatoru

Chromý Lenochod,2016-12-24 08:08:01

Stelator je tokamak, ve kterém je kruh přímkou. Hlavní výhoda je eliminace smyků v zatáčce.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni