Jak jsme na OSLU koncem října s potěšením informovali, v německém Greifswaldu připravili Max Planck Institut fyziky plazmatu (IPP) a Univerzita v Greifswaldu ke spuštění největší stellarátor světa Wendelstein 7-X. Teď už ale není nutné opakovat komplimenty, kterých si Wendelstein 7-X zaslouží spoustu. Ve čtvrtek 10. prosince (2015) se totiž naplnilo očekávání odborníků a milovníků jaderné fúze, a německý stellarátor poprvé rozžhavil plazma.
Tým stellarátoru Wendelstein 7-X určitě ještě hlučně oslavuje. Je to bezpochyby významný milník v historii jaderné fúze. Stellarátory byly až donedávna ve stínu nezájmu širší veřejnosti. Většinu pozornosti na sebe přitahoval ITER, poslední dobou jde ale spíš o negativní pocity. ITER je hodně drahý, hodně problematický a jeho zpoždění stále narůstá, bohužel. Wendelstein 7-X je velmi sympaticky šílený projekt, který se najednou dere na výsluní. Podle Hanse-Stephana Bosche z IPP, jsou lidé kolem projektu Wendelstein 7-X velice spokojení. Všechno prý jde podle plánu.
Jaderná fúze je už notoricky známá záležitost, takže jenom telegraficky. Jde o vakuovou komoru, úžasně výkonné lasery, atomy rozžhavené na 100 milionů stupňů a supravodivé magnety, které takové plazma udrží na místě. Stellarátor Wendelstein 7-X zatím pracuje s atomy helia a žhaví je mikrovlnným laserem.
Od čtvrtka se jim už povedlo zahřát jeden miligram plynného helia pulsem 1,3 megawattového mikrovlnného laseru, který trval jednu desetinu sekundy. Teplota plazmatu ve stellarátoru podle vyjádření týmu projektu Wendelstein 7-X dosáhla teploty cca jednoho milionu stupňů Celsia.
Co bude dál? Tým stellarátoru Wendelstein 7-X se chystá prodlužovat dobu, po kterou udrží rozžhavené plazma a také budou ladit postup, jak toho co nejlépe dosáhnout. Příští rok by chtěli technologii stellarátoru přepnout na vodík, který je tím pravým objektem výzkumu fúze v projektu Wendelstein 7-X. Lidé kolem stellarátoru doufají, že se jim povede udržet plazma celou půlhodinu. Vše nasvědčuje tomu, že se stellarátory začínají rýsovat jako nebezpečná konkurence tokamaků. Wendelstein 7-X sice nevyrábí žádnou energii, to se ale časem může změnit.
Video: Wendelstein 7-X: The first helium plasma.
Literatura
IPP 10. 12. 2015, Wikipedia (Wendelstein 7-X).
Likvidace velkých energetických firem
Autor: Vladimír Wagner (26.10.2014)
Čínský drak se dere na špici vývoje jaderné fúze
Autor: Stanislav Mihulka (26.07.2015)
Fúzní reaktory jsou podle expertů ekonomicky životaschopné
Autor: Stanislav Mihulka (03.10.2015)
Zachrání jadernou fúzi divoce tvarované stellarátory?
Autor: Stanislav Mihulka (25.10.2015)
Diskuze:
Soudruzi z NDR a hlavně "ti" druzí
Marcel Brokát,2015-12-13 13:56:10
Pane Hrnčiříku klid a nenechte se rozhodit příspěvky, ze kterých vyplývá, že nesmíte uvažovat.
Jsou prostě lidé, kteří i jednoduché matematické dělení považují za reinkarnaci satana.
Nebo je to spíš projev potřeby si svůj pidivýrůstek, pane Urbane, nějak kompenzovat?
Těším se NATO, že samotný Lucipher
Josef Hrncirik,2015-12-13 14:11:09
mi pod průhlednou přezdívkou sdělí komparativní výhodu stellátorů (mimo krajiny původu).
Re: Těším se NATO, že samotný Lucipher
Petr Bolek,2015-12-17 03:07:47
Základním požadavkem(výhodou) na podobná zařízení je zaměstnat 20000(a více) jinak nezaměstnatelných THP pracovníků přímo a řádově vyšší násobek v souvisejících oborech a tím snížit nezaměstnanost v dané zemi. Princip vznikl v dávných dobách, kdy se zjistilo, že i pouhým zřízením úřadu práce se zaměstná tolik THP, že již další THP nezůstanou nezaměstnáni. K dobru podobných projektů je ale nutno přidat i objektivně kladný fakt, že na vlně zaměstnávání se sveze i několik, až několik set lidí, kteří projekt skutečně staví. Bráno zleva, nebo zprava, jde stále jen o zaměstnanost a z toho plynoucí výhody politiků. Já jsem ale pro všemi deseti. Než financovat války, vyhazujme raději peníze na vědu, byť si nejsme jisti smysluplností právě zvolené cesty. Ve vědě je i neúspěch úspěchem.
Kde udělali soudruzi z NDR chybu?
Josef Hrncirik,2015-12-12 18:00:01
K ohřátí 1 mg He plazmy na 1 MK potřebují cca 6 kJ.
Dosáhli tedy účinnosti ohřevu 6/130 = 4,6 %
(při neznámé, ale určitě ne 100% účinnosti laseru).
Re: Kde udělali soudruzi z NDR chybu?
Ludvík Urban,2015-12-12 18:19:13
Pane Hrnčiříku, váš humor mě vždy spolehlivě rozesměje. Život by bylo nudný, kdyby nebylo lidí, kteří se nestydí zesměšňovat se na veřejnosti. Diky!
Re: Re: Kde udělali soudruzi z NDR chybu?
Josef Hrncirik,2015-12-12 20:05:50
U ITER se ve WIKI píše 800 m3, 800 mg plazmatu, 50 MW udržovací příkon při fúzním výkonu 500 MW a teplotě 100 MK a cyklu 500s, ev. i tlak cca 0,1 MPa buď odpovídá či ne.
Možná je něco spíše jen přání, ale umožňuje to udělat si nějakou představu a třeba i hrubou laickou bilanci.
Podobné parametry, třeba i jen klamavá reklama mi u stellátoru chybí.
Proto provokuji, aby konkrétnější data či cíle někdo povolanější (až se přestane smát zdarma rozdal).
Pravděpodobně to bude fungovat.
Tak proč se nepochlubí jak, jako u ITER.
novinářská žumpa na Zeit píše "...etva zehn miligram He..."
Josef Hrncirik,2015-12-12 21:59:17
zatímco WIKI skromně 1 mg.
Energie do ohřevu nejasná (asi 1,3 MW*0,1 s), setrvání? 0,1 s.
Ztráta chlazením tedy ?? 13 MW při 1 MK ? 1,3GW při 100 MK?
Píší že objem je 30 m3 a náplň 3*10**20 iont/m3 tj. cca 60 mg plazmatu při T = 60-130 MK. Hustota i T jsou jako v ITER. Zdržení v ITER min. 500 s, zde prý cca 1800 s. Proč si to ITER nenechá taky vyhořet stejně, ne-li víc?
Fúze ITER 500 MW, zde cca 60mg/800mg*500 = 38 MW.
14 MW MW ohřevu není laser, ani 256 laserů, neb prý tam mají 256 vstupů pro MW ohřev.
Ale určitě se mýlím jako vždy, ha, ha, ha.
Píší režim: 10´´ 10 MW + 50´´ 1MW ? do vakua či do stěn?; 10´´ neutral beam 8 MW; 30´ steady state ? ohřev ? 14 MW.
Jaké výhody má MW ohřev oproti ohřevu ITER?
Jaká je frekvence a neodráží se vlny od příliš vodivé plazma?
Nepobavil jsem Vás málo?
Projektovaným parametrům se přiblížili z 1/10 000 000
Josef Hrncirik,2015-12-13 08:52:03
Aby se to dostalo do stacionárního stavu hoření (a pak to dostatečně vyhořelo) musí být součin hustoty plazma* doba zdržení*teplota; větší než hodnota zaručující pokrytí chladící ztráty (a energie vlastního ohřevu); (Lawsonovo kritérium)
Předvedli tedy jen 1mg/60 mg *1/100 MK *0,1 s/1800s = 1/10 000 000 "Projektové funkce stellatoru".
Cesta dlouhá 10 000 000 li začala 1. krokem.
Hurá.
Willkommen.
Re: Projektovaným parametrům se přiblížili z 1/10 000 000
Juraj Chovan,2015-12-13 10:30:13
Striktne faktograficky vzaté máte samozrejme pravdu. Lenže ono je to podobné ako keby som ja v rámci porovnania leteckej dopravy a bicykla tvrdil že počas dvoch hodín čakania na check-ine prejdem nanajvýš tak pár sto metrov kdežto bicyklom by som mal už za sebou aspoň 50km. Striktne faktograficky vzaté je to tiež pravda, ale asi by nebolo správne na základe toho súdiť že letecká doprava je pomalšia ako bicykel.
Každé takéto zariadenie sa mesiace a roky pred ostrou prevádzkou testuje na mnohonásobne nižších hodnotách výkonu/toku/doby impulzu/atď. Keď pred rokmi spúšťali LHC boli počas prvých testoch na omnoho nižších hodnotách ako Vašich 1/10000000 a ľaľaho, odrazu majú chyteného Higgsa.
Iste, môžme sa sporiť či má význam publikovať články už z prvých testov a nie až z finálneho výsledku. Vy poviete že je to obyčajné PR a ja odpoviem že PR je vo vede rovnako dôležité ako všade inde. LHC by dodnes nebolo postavené ak by sa za pomoci PR nerobil tlak na politikov že stojí za to cpať do projektu miliardy.
PR ohľadne stellarátorov je o to dôležitejší že ešte pár rokov dozadu sa reálne vôbec neuvažovalo o životaschopnosti tohto smeru vývoja jadrovej fúzie. Reálne šance sa dávali iba tokamakom (napr. ITER) alebo ICF zariadeniam (napr. National Ignition Facility v Californii). A ľaľaho, odrazu sa ukazuje že stellarátor vôbec nemusí byť slepou vývojovou vetvou.
Pripájam sa k pánu Urbanovi keďže Vaše humorné (alebo po Vašom provokačné) príspevky sú príjemným spestrením oslovských diskusií. Ale berte prosím ohľad aj na to že bežný čitateľ osla je laik ktorý tudíž môže Vaše príspevky brať úplne vážne :)
Re: Re: Projektovaným parametrům se přiblížili z 1/10 000 000
Josef Hrncirik,2015-12-13 11:53:19
Udělej si sám.
Prakticky vždy jsou údaje o hitech HiTech
vytržené z kontextu, neúplné či chybné a podobně fungují uváděné odkazy ev. jsou placené.
Můj 1. výkřik reagoval na jediná fakta uvedená v reklamě.
Abych se něco dozvěděl o souvislostech, musel jsem si udělat odkaz na Wiki.
Potom jsem mohl reagovat trochu k věci, ev. něco vyčíslit.
Těším se NA TO, že dosáhnou cca 10% jednotlivých parametrů a pak i 10% projektového součinu a fúze začne dlouhodobě hořet. Teprve potom jde o to, aby se navíc zajistila "regenerace tritia a el. energie a spravedlivý až lukrativní zisk nad náklady".
Nevadilo mi, že tam šumem vznikl laser.
Vadilo mi jen, že se nepíše proč je (má být stellátor) lepší než podezřelé? ITER (méně komplikované? s menším měrným ztrátovým povrchem, jednodušším ohřevem? a jednodušším? silnějším? mag. polem).
Prostě porovnat věcně jejich slabá a silná místa,
ev. i jen pro zajímavost uvést komplikace? při plnění a vyprázdňování komory, jsou li jaké.
Protože na udělej si sám obvykle nejsou nutná vstupní data, tak se zesměšňuji jen rychlou reakcí na data nabízená.
No a když už, něco plácnu tak, možnost omylu či reakce mě přinutí vyhledat data a souvislosti,které jsem měl dostat předžvýkané v text.
Když napíšu no cement, data nedostanu, ani si je sám neudělám a hlavně nikoho nepobavím.
Re: Re: Projektovaným parametrům se přiblížili z 1/10 000 000
Petr Kr,2015-12-13 14:47:09
To se zas musím zastat pana Hrnčiříka. Věta "...odrazu sa ukazuje že stellarátor vôbec nemusí byť slepou vývojovou vetvou." je ve chvíli, kdy dle vás jsme tak sotva 2 minuty čekali na odbavení k letu a "letadlo" ještě nikdo neviděl letět ani 1 m?
Re: Re: Re: Projektovaným parametrům se přiblížili z 1/10 000 000
Juraj Chovan,2015-12-13 17:34:52
Tak tu sme si asi nerozumeli, príklad s lietadlom a bicyklom nebol predsa o tom že stellarátor je lietadlo a tokamak bicykel. Príklad bol o tom ako ľahko sa dá mystifikovať ak človek vychŕli hromadu v podstate správnych vzorcov a čísiel, avšak vytrhnutých z kontextu.
V prvom príspevku pán Hrncirik kritizuje účinnosť ohrevu 4,6% avšak už zamlčí že zvyšok absorbuje nádoba stellarátora takže sa zrejme nestratí. Taktiež, ak sa jedného dňa pošťastí a podarí sa vytúžená fúzia, energetický výťažok z fúzie 1mg vodíka je o 5 rádov (!!!) vyšší ako energia ktorou bolo dľa článku žhavené plazma takže účinnosť ohrevu je nateraz (takmer) irelevantná.
V ďalšom príspevku si zasa robí posmech z pomeru 1/10000000 voči projektu hoci pri prvých testoch podobných sofistikovaných zariadení je to úplne bežná vec.
Späť k Vašej otázke - neviem či stellarátory sú alebo nie sú slepá vývojová vetva, ale ruku na srdce, to zatiaľ (s istotou) nevieme ani o tokamakoch.
Re: Re: Re: Re: Projektovaným parametrům se přiblížili z 1/10 000 000
Petr Kr,2015-12-13 17:50:03
Tak to jste nerozumněl zase mně. Bicikel není ani pro mne tokamak. Jen jsem psal, že zatím podle vašeho příměru roztočili vrtuli ručně a zatím jim neupadla. Teď se bude startovat motor a zkoušet, že to poběží a pak se to rozjede po ranveji a pak za 5 let to možná udělá 100km/h, ale na let to stále nebude. Tak se divím, že je to takový humbuk, když se vlastně zatím akorát utratily peníze a nic se nezjistilo, než že to drží pohromadě. Já jsem také od takového bombastického nadpisu čekal víc a byl jsem dost zklamán.
Ja som nievidietálne ĺietadlo vo vidietálnej hmle na vidieku
Josef Hrncirik,2015-12-13 18:29:22
ztrácajúci exergiu hĺadaniem informácií.
Nahrávka na humornou smeč
Josef Hrncirik,2015-12-14 15:24:27
Podle wiky: z fúze ohřívá zpět plazmu jen 3,5 MeV v He; 14,1 MeV v n prohučí i obsluhou bez ohřevu.
100 MK představuje na ohřev: (T+;H+;2e) = 50 keV.
Zisk fúze/ohřev mi tedy vyšel 3 500/50 = 70 místo Vašich krásných 5 řádů (100 000).
Zmrzl mi úsměv o 3 řády.
Na účinnosti ohřevu, ale především bránění úniku tepla z plazma během cca 1800 s potom záleží. Elektřinu k ohřevu získám z tepla max. jen s 50% účinností.
Re: Projektovaným parametrům se přiblížili z 1/10 000 000
Milan Krnic,2015-12-13 10:41:51
Souhlasím. Subjektivně také považuji tento typ uvádění faktů v publikacích za nevhodný, až zavádějící.
Metoda "dohledej si sám". (nemusí být pro laika -mě- jednoduchá)
Na druhou stranu chápu, že je tak činěno pravděpodobně kvůli většině čtenářů, kterým tato forma vyhovuje.
Re: Re: Kde udělali soudruzi z NDR chybu?
Marcel Brokát,2015-12-13 13:53:34
Pane Hrnčiříku klid a nenechte se rozhodit příspěvky, ze kterých vyplývá, že nesmíte uvažovat.
Jsou prostě lidé, kteří i jednoduché matematické dělení považují za reinkarnaci satana.
Nebo je to spíš projev potřeby si svůj pidivýrůstek, pane Urbane, nějak kompenzovat?
Re: Kde udělali soudruzi z NDR chybu?
Z Z,2015-12-12 23:54:58
Nie som na to odborník, no domnievam sa, že "účinnosť ohrevu" je veľmi nevýznamná. Podstatné je to, či sa podarí vyvolať termojadrovú fúziu a to s "účinnosťou" viac ako 1. Samozrejme nie s héliom ale s vodíkom - ako to je spomenuté aj v článku. To by sa už dal aj obyčajný odporový drôt považovať za spôsob ideálneho ohrevu, keďže sa prakticky všetka elektrická energia premení na teplo.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
