Experiment PLX. Půlka plazmových děl je již na místě. Kredit: Los Alamos National Laboratory.

V dnešní době většina fúzních experimentů využívá buď magnetické uzavření plazmatu (magnetic confinement), typické pro tokamaky, které se spoléhá na silná magnetická pole, anebo inerciální uzavření plazmatu (inertial confinement), s nímž pracují například v americkém zařízení National Ignition Facility (NIF), a které je založeno na velice rychlém zahřání a stlačení paliva a jeho setrvačnosti. V Los Alamos ale dokončují ambiciózní experiment nového typu, který bude využívat oba dva tyto přístupy zároveň.

Los Alamos National Laboratory, logo.

Jde o experiment Plasma Liner Experiment (PLX) a jeho stavba v laboratořích Los Alamos National Laboratory slibně pokračuje. Spuštění experimentu v jeho finální podobě je již téměř na dohled. V současné době již nainstalovali 18 ze 36 plazmových děl (plasma gun), označovaných též jako High-intensity plasma gun device (HIPGD). Tato plazmová děla jsou umístěna kolem komory kulového tvaru, do které vystřelují nadzvukové proudy ionizovaného plynu. Uprostřed komory dochází ke stlačení a zahřátí plynu, který se stává palivem pro fúzní reakci.

Experiment PLX již jede v testovacím provozu a instalovaná plazmová děla střílejí, aby operátoři PLX získali data potřebná pro simulace srážek proudů plazmatu v centrální komoře. Tyto simulace jsou přitom zásadní pro pochopení procesů v komoře a další vývoj této pozoruhodné fúzní technologie.

Nadzvukové proudy plynu v komoře experimentu PLX. Kredit: Los Alamos National Laboratory.

Technologie PLX představuje hybridní přístup, který zahrnuje aspekty jak magnetického, tak i inerciálního udržení plazmatu ve fúzní reakci. Tento přístup sice není tak technologicky zralý, jako jeho konkurenti, ale přinejmenším teoreticky nabízí možnost vývoje levnějších a méně komplikovaných fúzních reaktorů. V PLX je plazma magnetizované, stejně jako v tokamaku, aby nedocházelo k tak velkým ztrátám částic a tepelné energie. A využívá zařízení, v němž dochází k rychlému stlačení a zahřátí fúzního paliva, stejně jako v experimentech s inerciálním uzavřením plazmatu. Na rozdíl od soustavy nesmírně výkonných laserů, jaké mají v NIF, ale experiment PLX používá pro stlačení a zahřátí paliva soustavu plazmových děl.

Technologie experimentu PLX nabízí i další pozoruhodnou výhodu. Plazmová děla vstřelují palivo v podobě plynu a zároveň se nacházejí relativně daleko od extrémního místa fúzní reakce. Díky tomu může experiment PLX pálit z plazmových děl rychle za sebou, aniž by došlo k poškození zařízení.

Tým zařízení PLX doufá, že 18 zbývajících plazmových děl nainstalují počátkem roku 2020. Experimenty s plnou „palebnou silou“ 36 plazmových děl hodlají rozběhnout koncem roku 2020. Jejich experimenty mají přitom přínos nejen pro vývoj fúzních technologií, ale i pro výzkum chování výtrysků plazmatu v astrofyzice nebo v aerodynamice.

Literatura
American Physical Society 21. 10. 2019.