Vizualizace magnetických polí stellarátoru. Kredit: Sunn Pedersen et al. (2016), Nature Communications.

Fanoušci nespoutané fúzní energetiky jistě dobře vědí, že v německém Greifswaldu už od loňského prosince (2015) žhaví plazma největší stellarátor světa Wendelstein 7-X. Stellarátory jsou fúzní reaktory doopravdy divokých tvarů, které představují zajímavou alternativu ke známějším tokamakům. Stellarátor Wendelstein 7-X je teď v ohnisku zájmu celé fúzní komunity. Všichni s napětím očekávají, jestli dostojí očekáváním, a jestli by se stellarátory nakonec nemohly stát opravdu nebezpečnými konkurenty tokamaků. Odborníci jako jednu z klíčových charakteristik provozu stellarátoru sledují, jak kvalitní magnetická pole dovede Wendelstein 7-X vytvořit.

Sam Lazerson. Kredit: Elle Starkman / Office of Communications.

Jak se zdá, Wendelstein 7-X ve tvorbě komplikovaných magnetických polí exceluje. Podle dosavadních výsledků Sama Lazersona z laboratoří Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) a týmu stellarátoru Wendelstein 7-X produkuje vysoce kvalitní magnetická pole, která svým uspořádáním velice dobře odpovídají nemálo komplikovanému designu stellarátoru. Výsledky jejich studie nedávno publikoval časopis Nature Communications. Zatím prý vše nasvědčuje tomu, že by stellarátory mohly mít zářnou budoucnost. V tuto chvíli se na testování stellarátoru podílí i početný tým amerických institucí, kromě PPPL ještě například laboratoře Oak Ridge a Los Alamos National Laboratories, Auburn University, MIT, University of Wisconsin-Madison nebo společnost Xanthos Technologies.

Divoce tvarované plazma stellarátoru (žlutě). Kredit: Max-Planck Institut für Plasmaphysik.

Stellarátory, jako je Wendelstein 7-X uchovávají plazma ve 3D magnetických polích. Jejich uspořádání umožňuje kontrolovat chování plazmatu, aniž by bylo nutné v plazmatu vytvářet elektrický proud, tak jako to dělají tokamaky. To představuje zásadní výhodu pro provoz fúzního reaktoru v podobě stellarátoru. V tokamaku totiž dochází k výpadkům, při nichž se náhle přeruší vnitřní elektrický proud a fúzní reakce se kvůli tomu zhroutí. 
Laboratoře Princeton Plasma Physics Laboratory hrají v projektu stellarátoru Wendelstein 7-X významnou roli. Navrhli klíčové komponenty pro systém magnetických polí stellarátoru, s jejichž pomocí lze magnetická pole jemně nastavit, a také je lze použít k proměřování vytvořených magnetických polí prostřednictvím svazků elektronů vystřelovaných podél čar magnetického pole.

Uvnitř divoce tvarovaného stellarátoru. Kredit: Gwurden / Wikimedia Commons.

Podle Lazersona vše funguje tak, jak má. Ukazuje se, že magnetická pole vytvářená stellarátorem jsou navzdory extrémnímu designu zařízení neuvěřitelně přesná. Odchylky jsou prý menší nežli 1:100 tisícům. To je obdivuhodné, ať už při konstrukci stellarátoru anebo při měření komplikovaných magnetických polí. Klobouk dolů.

Stellarátor Wendelstein 7-X je nejnovější verzí konceptu stellarátoru, který v padesátých letech navrhl astrofyzik z Princetonu Lymam Spitzer. Stellarátory byly dlouho ve stínu tokamaků. Ale tokamaky ne a ne definitivně zvítězit, a tak nové pokroky v teorii plazmatu společně s růstem výpočetního výkonu počítačů, najednou vracejí stellarátory do hry. Ať už ale nakonec vyhrají tokamaky, stellarátory nebo nějaký jiný model fúzního reaktoru, hlavně aby uspěla fúzní energie jako taková.

Video:  Thomas Klinger (IPP): The Superconducting Stellarator Wendelstein 7-X

Video: Wendelstein 7-X -- from concept to reality

Literatura
PPPL 2. 12. 2016, Nature Communications 7: 13493, Wikipedia (Wendelstein 7-X).