Zachrání jadernou fúzi divoce tvarované stellarátory?  
V německém Greifswaldu se blíží spuštění největšího stellarátoru světa Wendelstein 7-X. Celá fúzní energetika čeká, jak to s ním dopadne.

 

Wendelstein 7-X. Kredit: IPP.
Wendelstein 7-X. Kredit: IPP.

Když se řekne jaderná fúze, tak si lidé většinou představí tokamak. Tokamaky uzavírají rozžhavené plazma v toroidálním magnetickém poli, které má tvar pneumatiky, nebo pro milovníky sladkostí tvar americké koblihy, donutu. Tokamaky jsou v dnešní době tahouny jaderné fúze, na které sází většina odborníků. Jsou pěkně symetrické, jejich konstrukce je relativně nekomplikovaná, ale jak si každý mohl všimnout, jejich vývoj decentně řečeno vázne.

Thomas Klinger. Kredit: MPI.
Thomas Klinger. Kredit: MPI.


Ve stínu tokamaků si teď pozornost získávají alternativní projekty, které mají sice vždy nějaký hendikep, ale mohly by přinést klíčový zvrat, co by popohnal vývoj fúzních reaktorů kupředu. Patří mezi ně i podivuhodné stellarátory, které už dlouho hrají roli černého koně fúzní energetiky. 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. Stavba stellarátoru je proto úděsně komplikovaná záležitost a podle odborníků také notně náchylná na překročení rozpočtu i zpoždění stavby. Víc, než jiné fúzní projekty. Situaci by teď ale mohl změnit stellarátor v severoněmeckém hanzovním městě Greifswaldu.

Komplex s Wendelsteinem 7-X v německém Greifswaldu. Kredit: Bernd / Wikimedia Commons.
Komplex s Wendelsteinem 7-X v německém Greifswaldu. Kredit: Bernd / Wikimedia Commons.


Max Planck Institut fyziky plazmatu (IPP) a Univerzita v Greifswaldu tam totiž právě připravili ke spuštění zatím největší stellarátor na světě. Jak už to u fúzních reaktorů chodí, je to doopravdy ďábelský stroj. Jeho supravodivé magnety pracují při mínus 270 stupních Celsia, aby udržely plazmu o teplotě 100 milionů stupňů, několikanásobně vyšší, než panuje ve středu Slunce. Jmenuje se Wendelstein 7-X, stál přes 1 miliardu euro a připomíná zhruba poloviční (cca 16 metrovou) verzi hvězdné lodi Millennium Falcon jistého pašeráka Hana Sola, kterou opravují po střetu s celou flotilou Impéria. Podle Thomase Klingera, který vede jeho vývoj, si nikdo neumí ani představit, jak šílená záležitost to byla. Trvalo to celkem 1,1 milionu konstrukčních hodin.

Wendelstein 7-X. Kredit: IPP, C. Bickel & A. Cuadra / Science.
Wendelstein 7-X. Kredit: IPP, C. Bickel & A. Cuadra / Science.


Samotnou stavbu stellarátoru v Greifswaldu vlastně dokončili už na jaře 2014, tedy s osmiletým zpožděním a dvojnásobným překročením rozpočtu oproti původním plánům. Nebylo to vůbec snadné a zvláště v letech 2003 až 2007 projekt balancoval na pokraji zrušení. Nakonec ho ale na spolkovém ministerstvu pro vzdělání a výzkum vybojovali a stavbu dotáhli do konce. Od polovinu roku 2014 na Wendelsteinu 7-X testovali jednotlivé systémy a integritu celého systému, což jim zabralo rok a kousek. Wendelstein 7-X je teď víceméně připraven a čeká, až mu německé úřady dají povolení ke startu, k němuž by mělo dojít v listopadu.

Millenium Falcon. Kredit: Lucasfilm.
Millenium Falcon. Kredit: Lucasfilm.


Wendelstein 7-X je první velký stellarátor nové generace, navržené na superpočítačích, které odstranily většinu dřívějších problémů. Pokud se tenhle stellarátor úspěšně rozjede a jeho provoz bude srovnatelný nebo dokonce lepší, než u momentálně vládnoucích tokamaků podobné velikosti, tak prý můžeme očekávat zemětřesení ve vývoji fúzních technologií. Dalším krokem ve fúzní energetice po ITERu by totiž měl být prototyp fúzní elektrárny, jemuž se přezdívá DEMO. Většina lidí předpokládá, že DEMO bude pohánět nějaký typ tokamaku. Najednou se ale mluví i o stellarátorech a jestli Wendelstein 7-X uspěje, tak jsou stellarátory rázem ve hře o fúzi jako velmi slibní kandidáti.

Podle Davida Andersona z Wisconsinské univerzity v Madisonu je teď mezi fyziky plazmatu a vývojáři fúzních reaktorů po celém světě cítit hmatatelné vzrušení. Hlavně lidé kolem tokamaků teď čekají, co se bude dít. V listopadu se uvidí.


Video:  Fusion reactor designed in hell makes its debuts.


Literatura
Science News 21. 10. 2015, Wikipedia (Stellarator, Wendelstein 7-X).

Datum: 25.10.2015
Tisk článku

Související články:

Dynomak – nový koncept ekonomického fúzního reaktoru     Autor: Stanislav Mihulka (10.10.2014)
Čínský drak se dere na špici vývoje jaderné fúze     Autor: Stanislav Mihulka (26.07.2015)
Fúzní reaktory jsou podle expertů ekonomicky životaschopné     Autor: Stanislav Mihulka (03.10.2015)



Diskuze:

polapenou plazmu

Vitas Stradal,2015-10-26 11:11:17

Díky za článek. Nechci zbytečně prudit, ale 'ionizované plazma' je rodu středního. Rodu ženského je pouze 'krevní plazma'. A to skloňování je taky úchylné viz: https://cs.wiktionary.org/wiki/plazma#podstatn.C3.A9_jm.C3.A9no_.282.29 kromě prvního a páteho pádu je tam prostě 't'.

Odpovědět


Re: polapenou plazmu

Vít Výmola,2015-10-26 13:45:48

Máte pravda. Akorát pozor na spojení 'ionizované plazma', což je pleonasmus.

Odpovědět

Druhá generace Wendelsteinu

Martin Krupicka,2015-10-26 09:15:33

V nadšení nad novým, lepším, se asi pozapomnělo, že 14 let ladili Wendelstein 7 AS, https://de.wikipedia.org/wiki/Wendelstein_7-AS

A mají vychozené čištění plasmy, vyvádění energie, atd... Nový Wendelstein 7X je "jen" větší a do detailu propočtený následovník předchozího kudrnatého přístroje.

Odpovědět

Výborně. Ani 1 částice nenarazí do stěny bludiště.

Josef Hrncirik,2015-10-26 08:26:39

Jak je ale rozpohybují (ohřejí)?
Velká plocha bude více sálat a hůř se jim budou množit a chytat neutrony a teplo.

Odpovědět


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