Nové elektromagnety bez izolace umožní dlouhodobé fúzní reakce  
Dnešní extrémní elektromagnety ve fúzních experimentech sice vytvoří monumentální magnetická pole, jsou ale velice zranitelné vysokoenergetickými částicemi, jakých se při fúzi objevuje spousta. Provoz ve fúzní elektrárně by takové elektromagnety moc dlouho nepřežily. Nové elektromagnety se supravodiči z niobu a cínu to zvládnou.

Starší tokamak TFTR. Kredit: US DOE / Wikimedia Commons.
Starší tokamak TFTR. Kredit: US DOE / Wikimedia Commons.
V legendárním závodu o fúzní energetiku stále hrají podstatnou roli tokamaky. V jejich fúzních reaktorech a podobně i v dalších typech fúzních zařízení drží vysokoenergetické plazma, kde by měla probíhat fúzní reakce, nesmírně silné magnetické pole. Vytvářejí ho velice výkonné elektromagnety, které představují zásadní komponentu fúzního reaktoru.

 

Zároveň jde ale o jednu z podstatných slabin celé fúzní technologie. Z oblaku plazmatu se totiž vynořují pořádně nažhavené neutrony, které jako vzteklé vosy prolétají okolím, včetně izolace elektromagnetů fúzního reaktoru. Tuto izolaci mohou poškodit, mohou snížit výkon elektromagnetů, a také mohou podstatně omezit jejich životnost.

Yuhu Zhai. Kredit: PPPL.
Yuhu Zhai. Kredit: PPPL.

Vedoucí výzkumu Yuhu Zhai z laboratoří Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) přiznává, co z toho plyne. Se současnými elektromagnety fúzní energetiku nespustíme. Pokud chceme postavit a provozovat fúzní elektrárny, které pojedou nepřetržitě celé dny, dnešní elektromagnety by v nich moc dlouho nepřežily. Taková fúzní elektrárna podle všeho bude produkovat mnoho vysokoenergetických částic, víc než soudobé fúzní experimenty.

 

Zhai a spol. nabízejí jako řešení nový typ magnetu, při jehož vytvořili ze speciálně zahřívaných drátků niobu a cínu nový typ supravodiče. Takovým supravodičem se může pohybovat proud prakticky bez odboru a vodiče z tohoto materiálu nepotřebují izolaci. Výsledný elektromagnet by byl méně náchylný k poškození vysokoenergetickými částicemi z fúzního plazmatu. Rovněž by se měl zlepšit jeho výkon.

Logo. Kredit: PPPL.
Logo. Kredit: PPPL.

Výhodou nového typu elektromagnetu je i to, že jeho výroba pro praktické použití by měla být jednodušší a hlavně levnější. Tyto elektromagnety mohou pracovat při vyšší hustotě elektrického proudu a v tokamaku zaberou méně prostoru a mohou generovat silnější magnetická pole. Podle Michaela Zarnstorffa z vedení PPPL to je revoluční. Vyrábět magnety čistě z kovu, bez izolace, to je skvělý nápad, který celý proces zjednoduší a vymaže řadu slabin.

 

Literatura:

New Atlas 6. 3. 2022.

Superconductor Science and Technology 34: 105003.

Datum: 08.03.2022
Tisk článku

Související články:

Magnetičtí mágové z MagLabu vytvořili nejsilnější magnetické pole světa     Autor: Stanislav Mihulka (14.06.2019)
Technologie fúze magnet. terčíku by mohla být praktičtější než tokamaky     Autor: Stanislav Mihulka (26.01.2021)
Magnet nové generace pro urychlovače „najíždí“ rekordní rychlostí     Autor: Stanislav Mihulka (04.12.2021)



Diskuze:

Kapalné nebo plynné magnety

Mintaka Earthian,2022-03-09 03:56:38

Možná by bylo užitečné, kdybychom dokázali vyvinout účinné kapalné, nebo plynné magnety.
Tím jak by jejich hmota cirkulovala, by šlo řešit ochlazování i regeneraci.

Odpovědět

Vysokoteplotni supravodice SPARK tokamak

Tomas Novak,2022-03-08 15:29:20

S podobným nápadem už přišli při návrhu SPARK tokamaku. Izolaci je tam ocelový pásek na kterém je nanesena tenká vrstva supravodice. Rezistivita supravodice je tak nízká, že ocely ocel je vůči tomu vlastně izolant a všechen proud teče supravodicem) .

Odpovědět

FRC řešení dynomak

Petr V,2022-03-08 11:13:39

Je v tomto jednodušší a tae.com + helion se snaží o proton borovou fúzi.

Odpovědět


Re: FRC řešení dynomak

Petr V,2022-03-08 11:33:28

https://en.m.wikipedia.org/wiki/Aneutronic_fusion

Odpovědět


Re: FRC řešení dynomak

Vojtěch Kocián,2022-03-08 17:25:44

Bohužel z provozního hlediska jsou neutrony problém stejně jako řádově vyšší teploty a tlaky nutné pro aneutronickou fúzi. Co bude snazší zvládnout, zatím není jasné. Z dlouhodobého hlediska by bylo lepší se neutronům vyhnout, protože v zařízení nevyhnutelně vytvoří spoustu radioaktivního odpadu v ozářených stínících materiálech.

Odpovědět

Další malý krůček

Igor Němeček,2022-03-08 09:21:45

kupředu a to je dobře. Většinou se píše jen o době a teplotě udržení fůze, ale v pozadí je tuna dalších, ale neméně důležitých "drobností", kterých je vždycky dost, abychom si užili. Stejně tak je dobře, že u toho nemají být odbory. Drobný překlep "bez odboru". :-)
Autorovi bych chtěl poděkovat za neutuchající příval zajímavých článků jako na dlani.

Odpovědět

Jozef Vyskocil,2022-03-08 08:18:27

Chce to niečo viac o tom, prečo nepotrebujú izoláciu.

Odpovědět


Re:

Vladimír Bzdušek,2022-03-08 08:49:36

Ak sa závity cievky navzájom nedotýkajú, netreba izoláciu. Hovorí sa tomu vzduchová cievka. Akurát že táto z Nb bude potrebovať tekuté He.

Odpovědět


Re: Re:

Vladimír Bzdušek,2022-03-08 11:52:30

Pardon, kvapalné He. A kto by chcel kúpiť niečo z nióbu, tak
http://sk.yunchtitanium.com/superconductor-nb-ti-alloy-titanium-niobium

Odpovědět


Re: Re:

Jozef Vyskocil,2022-03-10 08:45:40

To sa mi nezdá ako veľký objav o ktorom treba písať.

Odpovědět


Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce







Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace