Čínský tokamak spoutal horké plazma po rekordní dobu 30 sekund

EAST - čínský experimentální pokročilý supravodivý tokamak

Většina technologicky vyspělých zemí světa pomalu buduje Mezinárodní termojaderný experimentální reaktor ITER ve Francii. Čínští vědci navíc samostatně pracují s pomocí svého malého tokamaku v městě Hefei na vlastní verzi cesty k řízené termojaderné reakci.

Čínský tokamak nese zkratku EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak), experimentální pokročilý supravodivý tokamak. Stejně jako jiné tokamaky má tento přístroj tvar kovového toru (“americké koblihy”) se spojitou, dutou a kruhovou vakuovou komorou uvnitř. EAST má jen necelé dva metry v průměru.

18. listopadu vydali pracovníci Čínské akademie věd zprávu, že se jim v tokamaku EAST podařilo pomocí speciálního režimu činnosti silných magnetických polí koncentrovaně spoutat vysokoteplotní plazma po dobu 30 sekund, což zhruba desetkrát překonává dosavadní světový rekord. Teplota plazmatu přitom činila přes 100 milionů Kelvinů, což je pětkrát více než v nitru Slunce.

Snaha udržet horké plazma, tedy v tomto případě směs elektricky nabitých iontů vodíku, dostatečně dlouho pohromadě, navíc pod vysokým tlakem a teplotou, je klíčová pro zažehnutí řízené termojaderné reakce. Složitost tohoto úkolu v pozemských podmínkách je extrémně vysoká, o čemž nejlépe svědčí fakt, že se o něj zatím bez výsledku pokoušejí vědci na celém světě již přes 50 let. Oproti tomu v nitru Slunce a dalších hvězd probíhají termojaderné reakce zcela rutinním způsobem - vysoký tlak, hustota a vysoké teploty jsou zde standardní podmínkou, zajištěnou gravitací.

Bez vysokého tlaku by se stejně nabité ionty rozlétly rychle od sebe a bez vysoké teploty a hustoty by zase nezačala účinná termojaderná reakce. Čím vyšší však uvnitř panuje teplota, tím větší tlak je potřeba na spoutání plazmatu dohromady, navíc kvůli přídavnému magnetickému poli, které je generováno elektrickými proudy v plazmatu, se celý systém uvnitř tokamaku často chová dost chaoticky a nestabilně. V jistém módu však plazma umí samo sebe do jisté míry “kontrolovat” a to byl i případ experimentu v čínském tokamaku EAST.

Další úspěchy v tomto směru závisejí na různých technologických vylepšeních - na omezení úniku částic a tepla z nitra “magnetické pasti”, na síle supravodivých magnetů nebo na kvalitnější konstrukci stěn tokamaku.

Zdroje: Ars Technica, Hefei Institutes of Physical Science, ITER (wikipedia), EAST, ITER.org, Hefei - Plasma Physics