Klávesové zkratky na tomto webu - základní
Přeskočit hlavičku portálu

Fusion Energy Conference: Vědci jednali o pokroku termojaderné fúze

28. 10. 2014 10:56:00
Na 25. ročníku mezinárodní konference Fusion Energy Conference jednali vědečtí pracovníci, studenti technických škol a zástupci organizace ITER a Mezinárodní agentury pro atomovou energii (MAAE) o tom, jakého pokroku bylo dosaženo ve výzkumu termojaderné fúze. Hlavním tématem byl samozřejmě největší fúzní projekt světa – tokamak ITER.

Od prvního ročníku této konference uběhlo už 53 let, takže je patrný i značný přesun oblasti témat ke konkrétním technologickým problémům, které se týkají magnetického udržení plasmatu. Objevují se už ale i otázky legislativního a ekonomického rázu, které budou v příštích letech nabývat na významu.

Na konferenci konané od 13. do 18. října v Petrohradu měla své zastoupení i Česká republika s pěti delegáty. Čtyři byli z pražského Ústavu fyziky plasmatu, který provozuje tokamak COMPASS, a jeden z Centra výzkumu Řež, které se mimo jiné zabývá testováním vnitřních komponent nádoby tokamaku ITER. RNDr. Pavel Cahyna, Ph.D., z ÚFP zde prezentoval poster věnující se kontrole okrajových nestabilit plazmatu v tokamacích pomocí vnějších magnetických poruch.

Konference byla zahájena obecnějšími tématy týkajícími se pokroku ve výstavbě tokamaku ITER, výzkumu v Ioffeho výzkumném ústavu a výsledky pokusů na tokamaku JET. Poté přišly na řadu plenární diskuze věnující se odbornějším tématům specificky zaměřeným na konkrétní problém z oblasti teorie, nebo projektování a výroby komponent pro ITER. Desítky dalších projektů byly prezentovány v posterové sekci.

Letošního ročníku konference Fusion Energy Conference (FEC 2014) se zúčastnilo 660 delegátů ze 43 zemí, z nichž zmíníme jen několik nejdůležitějších: Čína, Jižní Korea, Japonsko, Indie, USA, Rusko a většina zemí Evropské unie. Mezi účastníky byli vědci z výzkumných ústavů, představitelé úřadů pro rozvoj a regulaci jaderné energetiky, zástupci předních energetických společností a MAAE. Na akci nechyběli ani přes 50 novinářů z celého světa, mezi nimi zástupci redakce Atominfo.cz a MM Průmyslové spektrum.

DSCN5106.JPG

Osamu Motodžima, generální ředitel organizace ITER, zahájil proslovem konferenci FEC 2014. (Foto autor)

Výroba komponent pro ITER v Jefremovově výzkumném ústavu

Účastníci konference FEC 2014 měli možnost se podívat do petrohradských výzkumných ústavů zapojených do mezinárodního projektu ITER, který má za cíl výstavbu největšího fúzního reaktoru pro ověření teorie a materiálů pro budoucí termojaderné elektrárny. Jefremovův výzkumný ústav se přes 70 let zabývá projektováním a výrobou speciálních zařízení pro ruský jaderný program a urychlovače částic a od devadesátých let i dodávkami zařízení pro výzkumné ústavy po celém světě. Ioffeho výzkumný fyzikální ústav byl založen v roce 1918 a patří k největším ruským institutům v oblasti výzkumu plasmatu. V jeho areálu je provozováno několik tokamaků a pro ITER dodá diagnostické systémy.

Jefremovův výzkumný ústav má vyrobit asi 60 % zařízení a komponent přislíbených do projektu ITER ruskou stranou. Mezi nejdůležitější patří supravodiče pro poloidální cívky, dvě kompletní poloidální cívky, panely primární stěny a elektrická spínací zařízení.

Tokamak ITER bude mít mnoho magnetů budících různé typy polí. Patří mezi ně centrální solenoid a 18 cívek TF, které budou budit toroidální pole držící plasma uvnitř nádoby tokamaku. Ta bude mít tvar toroidu, který si můžete nejsnáze představit jako pneumatiku s průřezem ve tvaru velkého písmene D. Od stěn nádoby bude plasma udržovat poloidální pole buzené šesti cívkami PF. Dále zde budou různé korekční cívky.

Cívky PF1 a PF6 budou tvarově shodné a budou umístěny v horní a spodní části tokamaku ITER. Díky jejich rozměrům (poloměr 8,9 metru) bude možné je vyrobit a dodat vcelku na staveniště ve francouzském výzkumném ústavu Cadarache poblíž města Saint-Paul-lez-Durance. Ostatní poloidalní cívky budou muset být navinuty přímo na místě.

DSC_0642.jpg

Úsek makety cívky PF1 vyrobený z naohýbaným hliníkových jeklů. Skutečná cívka bude navinuta z hranatých supravodičů vyrobených ze slitiny niobu a titanu. Bude vážit 193 tun a její průřez bude téměř metr krát metr.

DSC_0614.jpg

Supravodivý kabel, z nějž bude navinuta cívka PF1. Jeho pracovní teplota bude 4 K (-269 °C), na níž bude udržován pomocí kapalného helia.

Nádoba tokamaku ITER bude mít uvnitř vrstvu nazývanou blanket, která bude plnit několik funkcí: stínění nádoby před tokem neutronů, ochrana nádoby před poškozením při dotyku plazmatu a odebírání energie neutronům při jejich zpomalování a předávání tepelné energie chladicí kapalině. Ve spodní části se bude nacházet divertor, který bude mimo jiné odebírat z plazmatu nečistoty, zbývající část blanketu bude tvořena primární stěnou. Jednotlivé panely, které ji budou tvořit, jsou vyrobeny ze tří vrstev kovů: beryllium, měď a nerezová ocel, v níž budou kanálky s proudící vodou.

K výrobě těchto panelů je použito CNC obrábění, svařování výbuchem, orbitální svařování a počítačem řízené svařování laserem. Na opracovaný nerezový blok je přitisknut měděný plát, na nějž je rozprostřena výbušnina, která rázovou vlnou způsobí dynamický tlak nutný ke zplastizování kovů v místě dotyku a jejich pevnému spojení. Poté následuje přivaření berylliových čtverečků k měděnému plátu stejnou metodou. Na rotačním pracovním stole jsou k nerezovému bloku přivařeny trubky k vzájemnému propojení kanálků v jednotlivých panelech.

DSC_0477.jpg

Různé druhy panelů primární stěny. (Foto autor)

DSC_0520.jpg

Přípravek na uchycení berylliových čtverečků pro jejich přivaření. (Foto autor)

Poslední prezentovanou oblastí byla elektrotechnika. Protože cívkami poteče stejnosměrný proud v řádu desítek kA o napětí v řádu kV, budou potřeba složité spínací přístroje založené na tyristorech nebo na výbušninách. Dále zde jsou vyráběny vybíjecí rezistory, které slouží k vybití cívek v případě náhlého zhasnutí plazmatu nebo jiné neočekávané události.

DSC_0543.jpg

Spínač Fast Open Switch (FOS) je rychlý víceúčelový hybridní spínač skládající se z mechanických částí a tyristorů. Přes tento spínač poteče stálý proud 50 kA o napětí 1 kV. Spínač je schopen rozpojit okruh za necelé 4 ms. (Foto autor)

DSC_0558.jpg

Tento přerušovač obvodu je spouštěn výbušninou a slouží k rychlému odpojení cívek v případě náhlého zhasnutí plazmatu. Zvládá stálý proud 70 kA o napětí 10 kV a obvod rozpojí za 0,3 ms. (Foto autor)

DSC_0584.jpg

Vybíjecí rezistor Fast Discharge Resistor (FDR) je určen k rychlému odvedení energie ze supravodivých cívek v případě náhlého zhasnutí plazmatu nebo jiné neplánované události. Rezistor FDR bude složen z 18 sériově zapojených rezistorů a každý z nich bude složen z dílčích modulů. Samotné moduly jsou vyrobeny ze slitiny oceli s velkým elektrickým odporem. Po vybití energie z cívek se zahřejí až na teplotu 254 °C. (Foto autor)

DSC_0576.jpg

Vodivý materiál každého dílčího modulu váží 517 kg, celý dílčí modul potom téměř dvojnásobek. (Foto autor)

Všechny komponenty pro ITER, které má dodat Jefremovův výzkumný ústav jsou nyní ve fázi testování vlastností prototypů a přípravy linek pro sériovou výrobu.

Autor: Vladislav Větrovec | úterý 28.10.2014 10:56 | karma článku: 15.13 | přečteno: 561x

Další články blogera

Vladislav Větrovec

Česko oblétá výstava o jaderném palivu

V posledních měsících se na několika místech Česka vystřídala zajímavá výstava, která pojímá jaderné palivo z úplně jiného pohledu, než jsme byli dosud zvyklí. Velice mě zaujala, tak jsem se Vám rozhodl tento pohled přiblížit.

30.10.2015 v 17:31 | Karma článku: 8.77 | Přečteno: 298 | Diskuse

Vladislav Větrovec

Novovoroněž II: Jak by mohly vypadat nové bloky v ČR

S mezinárodní skupinou novinářů jsem se dostal na staveniště nové části Novovoroněžské jaderné elektrárny. Jde o podobný projekt, který byl nabízen ve zrušeném tendru na rozšíření Temelína. Pojďme si jej trochu přiblížit.

7.7.2015 v 15:24 | Karma článku: 14.08 | Přečteno: 885 | Diskuse

Vladislav Větrovec

Atomexpo 2015 bylo ve znamení rozvoje jaderných elektráren a prodlužování jejich života

Ač některé země od jádra ustupují, mnohé další jej nadále rozvíjejí. Že zdaleka nejde o přežitek, nýbrž o obor s důležitou budoucností, ukázal veletrh Atomexpo 2015. Odborníci zde předávali zkušenosti zájemcům o rozvoj jádra.

29.6.2015 v 15:50 | Karma článku: 10.18 | Přečteno: 301 | Diskuse

Vladislav Větrovec

Jaderné ledoborce získají posilu - tři nové ledoborce LK-60 (část druhá)

Pokračování textu k příležitosti zahájení výstavby druhého ledoborce třídy LK-60, které se po dokončení stanou největšími a nejvýkonnějšími ledoborci na světě, jak jadernými, tak všeobecně.

30.5.2015 v 10:00 | Karma článku: 13.82 | Přečteno: 515 | Diskuse

Další články z rubriky Věda

Dana Tenzler

Tajemství alchymistů – jak vzniká zlato (vesmírná alchymie 6/6)

Poslední nahlédnutí do tyglíku, ve kterém se vaří přísady pro celý vesmír. Vznik těžkých prvků – mezi nimi i zlata nebo uranu – nebyl žádnou náhodou. (délka blogu 8 min.)

16.11.2017 v 8:00 | Karma článku: 20.49 | Přečteno: 385 | Diskuse

Jan Švadlenka

Polemika s panem Kapolkou o evoluci aneb ukázka dezinformace - část III.

V tomto článku hodlám ukončit svou polemiku s panem Kapolkou. Uvedu argumenty svědčící pro evoluci a v závěru vysvětlím, v čem spočívá ona dezinformace, která se prolínala všemi jeho články.

16.11.2017 v 0:07 | Karma článku: 16.88 | Přečteno: 412 | Diskuse

Jan Fikáček

Je filosofie mrtvá, jak tvrdí Hawking?

Někteří špičkoví fyzici dnes pohrdlivě shlížejí na filosofii a třeba slavný Hawking prohlašuje, že filosofie je mrtvá. Ano, filosofie je oproti fyzice podnik poměrně nejistý, nemá spolehlivost podepřenou experimenty.

15.11.2017 v 9:12 | Karma článku: 20.21 | Přečteno: 567 | Diskuse

Karel Wágner

Čtyřrozměrný model života

Zaujalo mne další Matykání z blogu Jana Řeháčka, kde se na úvod čtenářů zeptal, zda nechtějí vyhrát milión dolarů?

14.11.2017 v 9:09 | Karma článku: 15.03 | Přečteno: 470 | Diskuse

Robert Brinda

Vznik vesmíru a singularita.

Doufám, že paní Dana Tenzler nečte články v Epochaplus, protože nad článkem na téma, uvedeném v nadpisu, by ji musela klepnout Pepka.

13.11.2017 v 17:10 | Karma článku: 13.76 | Přečteno: 516 | Diskuse
Počet článků 32 Celková karma 0.00 Průměrná čtenost 1304
Jsem studentem matematiky na Fakultě jaderné a fyzikálně inženýrské ČVUT. V poslední době jsem začal spolupracovat se serverem Atominfo.cz, pro nějž překládám z angličtiny zprávy ze zpravodajských serverů. Jednotlivé zprávy se týkají především jaderné energetiky a jaderné medicíny. Když jsem vstoupil do světa zpravodajství, cítil jsem potřebu vyjadřovat se k aktuální situaci.


Najdete na iDNES.cz

mobilní verze
© 1999–2017 MAFRA, a. s., a dodavatelé Profimedia, Reuters, ČTK, AP. Jakékoliv užití obsahu včetně převzetí, šíření či dalšího zpřístupňování článků a fotografií je bez souhlasu MAFRA, a. s., zakázáno. Provozovatelem serveru iDNES.cz je MAFRA, a. s., se sídlem
Karla Engliše 519/11, 150 00 Praha 5, IČ: 45313351, zapsaná v obchodním rejstříku vedeném Městským soudem v Praze, oddíl B, vložka 1328. Vydavatelství MAFRA, a. s., je členem koncernu AGROFERT.