Čínští odborníci se letos v březnu nechali slyšet, že jejich nové želízko ve fúzním ohni, tokamak HL-2M, bude dostavěný ještě letos. Duan Xuru, šéf čínského Southwestern Institute of Physics, to nedávno na konferenci s příznačným názvem 2019 China Fusion Energy Conference doplnil s tím, že dotyčný tokamak spustí už v příštím roce, čili 2020. Podle dostupných zpráv probíhá dokončování upgradu tokamaku HL-2A na tokamak HL-2M a jeho příprava na spuštění hladce a podle plánu.
Média si z nějakého důvodu oblíbila pojmenovávat čínské fúzní projekty jako „umělá Slunce“. Umělým Sluncem je přitom svým způsobem vlastně každý fúzní experiment. Nicméně, až se rozzáří tohle umělé Slunce, tak od něj v Číně očekávají prolomení hranice 200 milionů °C. Čína se teď stává fúzním drakem, jak všem připomněla koncem minulého roku, když stávající čínský tokamak EAST prorazil hranici 100 milionů °C. Připravovaný tokamak HL-2M je rovněž součástí projektu EAST (z anglického Experimental Advanced Superconducting Tokamak), který běží od roku 2006.
Fúzní vědec James Harrison z britské United Kingdom Atomic Energy Authority (UKAEA) poznamenal, že čínský tokamak HL-2M se liší od dalších podobných zařízení tím, že má k dispozici flexibilní magnetické pole. Operátoři tokamak budou moci magnetické pole tokamaku do určité míry nastavovat, což rozšiřuje možnosti ochrany vnitřku tokamaku před bouřícím plazmatem.
Magnetické fúzní reaktory, jako jsou právě tokamaky, typicky soustřeďují odpadní teplo a částic z oblasti probíhající fúzní reakce ve velmi úzké vrstvě, která představuje pár milimetrů až centimetrů. To na některých místech tokamaku velmi zvyšuje teplotu a působení částic, což zase může vést k poškození vnitřku reaktoru. Flexibilní magnetické pole tokamaku HL-2M operátorům a badatelům nabízí nové možnosti pro řešení tohoto problému.
Právě problém s lokálními extrémy horka a výskytu částic v současné době představuje jednu z největších překážek při vývoji komerčního fúzního reaktoru, po němž všichni tak nesmírně toužíme. Výsledky experimentů na tokamaku HL-2M by mohly významně ovlivnit design budoucích tokamaků, pokud se ovšem neukáže, že jde o slepou evoluční větev. Prozatím můžeme doufat, že umělé Slunce na Zemi, které by nám poskytlo extrémní zdroj energie, je zase o něco blíž.
Video: China Makes Breakthrough in Artificial Sun Research
Literatura
Futurism 18. 12. 2019, Newsweek 17. 12. 2019.
Čínský drak se dere na špici vývoje jaderné fúze
Autor: Stanislav Mihulka (26.07.2015)
Čína hlásí nový fúzní rekord: V tokamaku drželi plazma 102 sekund!
Autor: Stanislav Mihulka (09.02.2016)
Čínské umělé Slunce prorazilo hranici 100 milionů °C
Autor: Stanislav Mihulka (15.11.2018)
Diskuze:
...
Jan Balaban,2019-12-29 08:27:21
Laická otázka. Nešlo by začať s najmenšim možným objemom syntézy a udržovať ju riadeným magnetickým poľom.
Energetický zisk
Marek Zelenka,2019-12-22 14:47:19
A jaký má být energetický zisk takového zařízení? Existuje vůbec nějaký experiment, který by prokázal zisk energie z takového procesu? Tedy o jaké ERoEI by se mělo výhledově jednat oproti třeba uhelné elektrárně s ERoEI okolo 20?
Re: Energetický zisk
Pavel Nedbal,2019-12-22 15:44:16
Vážený pane Zelenko,
tady jde především o zajištění parametrů, které vytvoří nějaké to procento fúzní energie, a zjistit, je -li nějaký parametr, který by mohl vést pomocí škálování nějakého faktoru (intenzita mag. pole a jeho řízení, rozměry, atd.) k nějakému použitelnému výtěžku. O EROEI zatím nejde. Až to někde poběží aspoň tak, že vlastní spotřeba bude i 50% výkonu na svorkách generátoru, bude to velké vítěztví. To si ale ještě počkáme. Nicméně, nesmíme to vzdávat. Proto se o fúzi na více místech světa pokoušejí různými metodami.
Re: Re: Energetický zisk
Marek Zelenka,2019-12-22 17:12:07
Pavel Nedbal: Jestli to ale chápu správně, tak všechny tyhle naděje a investice se opírají o hypotetický model, nijak zatím neověřitelný, jak má fungovat Slunce. A protože testovací (laboratorní) verze je nefunkční v malém měřítku, přišlo se s tvrzením, že takové zařízení musí být nejdřív dostatečně objemné, aby to mohlo nějak v principu fungovat. Tedy asi tam má platit nějaká jiná fyzika, než platí v menším měřítku...
Re: Re: Re: Energetický zisk
Radoslav Porizek,2019-12-22 18:35:28
Jak funguje Slnko je overene mnohymi sposobmi.
Na Zemi sa fuzia dosahujepri vybuchoch vodikovaj bomby - zase preukazatelne to funguje.
Hlavny problem je s uzavretim fuzie do nejakeho kontajneru, pretoze nexistuje pevny material, ktory by vydrzal vysoke teploty a tlaky pri fuzii.
Pri Slnku vytvara kontajner gravitacna sila, bez nej by sa Slnko okamzite rozletelo (je to vlastne ohromna explozia). Gravitacne ucinky sa ale zacnu dostatocne prejavovat az pri astronomickych meritkach, preto sa neda vyrobit mensi model Slnka.
Re: Re: Re: Re: Energetický zisk
Marek Zelenka,2019-12-22 21:18:22
Radoslav Porizek: Nejsem si právě jistý, jestli je nějak oveřitelné, jak funguje Slunce. Víme jen, že v koroně Slunce probíhá fúze, ale co jí iniciuje a jak je hypotéza. Moc nerozumím, jakou sílu bysme měli takovým modelem jako tokamak překonávat ve větším měřítku tady na Zemi, když elektrostatické síly uvnitř atomu jsou o 40 řádů větší, než vzájemné gravitační. Taky s jistotou nevíme, jestli na Slunci probíhá nějaká exploze, nebo se jedná o plazmatický výboj napájený Birkelandovými proudy galaktických ramen. Tam by pak Slunce vůbec nebylo žádným samostatným generátorem energie, jak to objasňuje plazmová kosmologie.
https://cs.wikipedia.org/wiki/Plazmov%C3%A1_kosmologie
Re: Re: Re: Re: Re: Energetický zisk
Radoslav Porizek,2019-12-22 23:04:05
Ach taak, plasmova kozmologie - ja som si myslel, ze sa bavime o vede, konspiracie ma nezaujimaju.
Jadrova fuzia nie je ziadna hypoteza, velmi citelne sa nam ju podarilo preukazat pri velmi silnych vybuchoch vodikovych bomb. To je skratka fakt, nespochybnitelne to funguje.
Re: Re: Re: Re: Re: Energetický zisk
Pavel Nedbal,2019-12-22 23:18:10
Vážený pane Zelenko,
jak fungují hvězdy už astrofyzika velice dobře probádala a Váš odkaz na plazmovou kosmologii je zcela vedle. Fúzi dokazují: neutrinové detektory, geneze prvků těžších než vodík a helium a dobře zmapovaný vývoj hvězd na H-R diagramu, kde máme nepřeberné množství materiálu pro porovnání s výpočty, konečná stadia hvězd. Už i základní jednorozměrové výpočty hvězd jsou dobrým vodítkem. Samozřejmě se do toho motají i magnetická pole, která mají vliv především na vnější vrstvy, koronu nevyjímaje - dokonce tam může sem-tam proběhnout i nějaká jaderná reakce dostatečně rychlých jader, ale na celkovou svítivost to má malý vliv.
Fúze ve hvězdách ale probíhá jinak, než probíhá v H-bombě, nebo jak hodláme realizovat ve fúzních zařízeních. Ve slunci je výkon limitován počáteční reakcí H+H=D (+ antineutrino), která probíhá jen velmi, velmi pomalu tunelovým efektem, proto H odhořívá jen zvolna, čemuž jsme rádi.
Ale to, co chceme provádět, jsou zatím hlavně reakce D+T, které běží přímo, ale vyžadují vysokou teplotu. No a o tu jde, a pak především musíme plazma udržet od stěn (magneticky), abysme je nepoškodili a hlavně plazma zbytečně neochladili. Tato reakce prokazatelně funguje, jak bylo již zjištěno na dřívějších zařízeních, jen ten výkon právě kvůli různým ztrátám vlivem nestabilit ještě zdaleka nedostačuje. S plazmatem je problém, je to obdobné, jako při elektrickém výboji, vytváří se magnetická pole a ta s výbojem všelijak kroutí a trhají ho. To jste někde možná viděl. Proto se staví důmyslnější zařízení, studuje se to a experimentuje, je to potřeba zkrotit. Jako vítěz tohoto nevyhlášeného závodu nemusí být tokamak, jsou i jiné metody.
Teprve až se to povede, pak s tím začneme vyrábět elektriku a teplo. Ale to si ještě počkáme.
V Číně makají
Martin Novák 2,2019-12-20 16:55:29
V Číně makají. My tady řešíme gender, grétu a zkrácení pracovního týdne a zvyšování poplatků za všechno. Takže tokamak si budeme muset koupit od Číny. Ale nevím za co. za gender a za grétu asi těžko.
Re: V Číně makají
Pavel Nedbal,2019-12-20 18:48:18
a to je moc dobře, naštěstí kromě toho makají i jinde. Kdybychom se měli spolehnout na ITER, nedočkáme se nikdy. Ten je už neskutečně zastaralý.
Chtělo by to nějakého Elona, Bezose, Gatese, nebo podobné, kteří by se do toho zakousli a nepustili, dokud to nebude fachčit. Důležitější, než výzkum Vesmíru.
Při těch šílenostech, co dělá Evropa a další, to vidím jako klíčové pro přežití tohoto století. Ti od velbloudů, nebo z buše na to nedosáhnou.
Co na to Greta?
Jaroslav Lepka,2019-12-20 12:12:28
Už dorazila domů? A nevadí, že i čínský tokamak krmí uhelky ???
Re: Slovy klasika
Vojta Lejsek,2019-12-20 10:32:06
Nebo jinak: "A jak dlouhý musí být teploměr, který změří 200 milionů stupňů?"
Re: Re: Slovy klasika
Vojtěch Běhunčík,2019-12-20 16:59:53
Stačí jen krátký kousek mezi 199 999 999 a 200 000 001 °C
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
