Stellarátor - nová naděje pro termonukleární fúzi?
Němečtí vědci z ústavu Maxe Plancka pro fyziku plazmatu sestrojili zatím největší stellarátor - technickou alternativu k tokamaku v rámci magnetického spoutání velmi horkého plazmatu, což je potřeba k dosažení termojaderné reakce mezi lehkými jádry prvků.
Funkce stellarátoru se od tokamaků v mnohém liší – například při jeho provozu se nepočítá při udržování plazmatu ve stabilním stavu s proměnlivým elektrickým proudem, který jím proudí. Elektromagnetické pole, zajišťující udržování horkého plazmatu pod vysokým tlakem a ve vymezeném prostoru je zde generováno pouze vnějšími magnetickými cívkami. Tyto cívky musejí zajistit, aby dráhy částic uvnitř stellarátoru byly uzavřeny, tedy aby jejich pohyb byl pod dokonalou a přesnou kontrolou. Z tohoto požadavku plyne, že tvar stellarátoru i rozmístění magnetických cívek, které jej ve velkém počtu těsně obepínají, musí být mnohem komplikovanější než v případě tokamaku. Tvar stellarátoru připomíná místo tokamakové “koblihy” složitě pokroucený a přesně vypočítaný “preclík” a tvary i polohy cívek tomu odpovídají. Potřebné magnetické pole musí být navíc silnější na okrajích nádoby a musí tlačit nabité částice směrem k jejímu nitru.
Němečtí vědci nyní po více než 15 letech výpočtů, vývoje, testů a stavby dokončili největší stellarátor v historii. Je umístěn v Greifswaldu, jmenuje se Wendelstein 7-X a jeho hmotnost činí 425 tun. Vývoj stroje stál 1 miliardu euro, musel být nejdříve modelován pomocí superpočítače. Hlavní poloměr jeho prstence činí 5,5 metru, výška 3,5 metru a poloměr trubice 53 centimetrů. Vnitřní objem, ve kterém se bude vyskytovat plazma, činí 30 kubických metrů a plazma má být zahříváno po dobu až 30 minut výkonem 14 megawattů, přičemž teploty zde mohou dosahovat až 100 milionů kelvinů. Vše musí být samozřejmě dokonale chlazeno. Stellarátor by měl brzy dostat povolení k provozu, avšak ani on ještě nebude přímo využíván k výrobě energie. Má pouze posloužit k podrobným zkouškám a výzkumu chování budoucích termonukleárních energetických reaktorů, založených na stejném principu.
Během minulých dekád byla v tomto směru za slibnější považována alternativní vývojová linie tokamaků, protože konstrukce stellarátorů byla velmi složitá a technicky nepříliš průchodná. Vědci si od nového stellarátoru slibují hlavně podstatný pokrok v klíčové otázce stability plazmatu.
Zdroje: Wendelstein 7-X, Motherboard, Science Magazine 1, Science Magazine 2, Gizmag, Next Big Future
Více z pořadu
E-shop Českého rozhlasu
Kdo jste vy? Klára, nebo učitel?
Tereza Kostková, moderátorka ČRo Dvojka
Jak Klára obrátila všechno vzhůru nohama
Knížka režiséra a herce Jakuba Nvoty v překladu Terezy Kostkové předkládá malým i velkým čtenářům dialogy malé Kláry a učitele o světě, který se dá vnímat docela jinak, než jak se píše v učebnicích.
