Design stellarátoru Wendelstein 7-X. Kredit: IPP.

Populární německý stellarátor Wendelstein 7-X sbírá úspěchy a zkušenosti jako pozoruhodná hi-tech fúzní technologie, která je alternativou „dinosauřích“ tokamaků. Od prvního plazmatu v roce 2015 vytrvale postupuje vpřed. Tým stellarátoru nedávno potvrdil, že díky novému pokroku dosáhnou teplot plazmatu, které dvojnásobně překročí teplotu nitra Slunce, tedy cca 15,7 milionů kelvinů.

Novimir Pablant. Kredit: Elle Starkman/Office of Communications / IPP.

Stellarátory jsou fúzní reaktory, které se při udržování plazmatu na rozdíl od tokamaků spoléhají pouze na magnetická pole vnějších cívek. Kvůli tomu mají neobyčejné, až bizarní tvary. Jejich design je tak komplikovaný, že ho musejí navrhovat superpočítače. Wendelstein 7-X je největší funkční stellarátor světa. Využívá soustavu supravodivých magnetických cívek, jejichž magnetická pole drží plazma jako v kleci.

První plazma stellarátoru Wendelstein 7-X v roce 2015. Kredit: IPP.

V roce 2018 Wendelstein 7-X dosáhl rekordní teploty plazmatu 20 milionů °C, tedy vyšší teploty než v nitru Slunce. Již předtím ale prošel stellarátor vylepšeními, díky nimž by tuto teplotu mohl ještě podstatně překonat. Klíčové bylo poradit si se specifickými ztrátami tepla, označovanými jako „neoklasický transport“ (anglicky neoclassical transport). Dochází k nim, když se ohřáté částice srážejí a postrkují se pryč z magnetické „klece“. Tyto tepelné ztráty přitom postihují klasické stellarátory mnohem víc než tradiční tokamaky.

Tým stellarátoru Wendelstein 7-X pečlivě vyladil magnetická pole. Novimir Pablant z laboratoří Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) a jeho kolegové nedávno analyzovali rekordní experimenty z roku 2018 a zjistili, že „vytuněný“ stellarátor opravdu zásadně omezil tepelné ztráty typu „neoklasický transport“.

Analýzy rovněž potvrdily, že Wendelstein 7-X by rozhodně měl udržet plazma, které bude rozpálené na dvojnásobek teploty nitra Slunce. Stellarátor dostane další příležitost už v příštím roce, kdy ho čekají nové experimenty. Tentokrát bude mít k dispozici nový systém s chlazením vodou, díky němuž bude možné provádět delší experimenty.

Video: Stellarators - The Future of Fusion Energy [2020]

Literatura

PPPL 30. 8. 2021.

Nature 596: 221–226.