Nejen za tokamakem
(aneb do Ústavu fyziky plazmatu Akademie věd)

Na začátku listopadu (konkrétně šestého) studenti a kantoři naší školy pod vedením Mgr. Věry Krajčové navštívili Ústav fyziky plazmatu Akademie věd České republiky, který se nachází v těsné blízkosti stanice metra Ládví. Návštěva měla dva klíčové body: (1) prohlídku budovy s tokamakem Compass a (2) seznámení se s prostory, ve kterých sídlí ve střední Evropě unikátní laser PALS. Oběma těmto událostem předcházela obsáhlá úvodní přednáška z valné části zaměřená obecně na problematiku jaderné fúze, což je záležitost, které se oba dva prve zmíněné projekty dotýkají.

Jaderná fúze

Jaderná fúze jakožto potenciální zdroj energie budoucnosti je záležitostí, která z pohledu vědy čerpá značnou pozornost. Bohužel už o něco menší pozornost čerpá, co se týká dostupných financí získávaných ze strany vlád do dané oblasti investujících. To bylo (bohužel smutně nepřekvapivé) nejvýraznější sdělení úvodní přednášky v ústavu. Odráží se to na charakteru projektu ITER, který, ač je, co do svých (až megalomanských) parametrů, jedním z největších světových vědeckých projektů vůbec, úrovní financování ho přesto zastíní mnohá jiná angažmá soukromých firem.

Co tedy ve stručnosti ITER je? Jedná se o celosvětově financovaný na jihu Francie budovaný tokamak, který bude první svého druhu už z hlediska neomezené možné doby provozu (soudobé tokamaky dokážou být v provozu bez rizika poškození nejvýše desítky sekund), na jehož základu lze odladit a dále zkoumat možnosti budování dalších principu jaderné fúze využívajících už komerčních elektráren. O jaký základní princip se jedná? Při vysokých teplotách (tzn. desítky či stovky milionů Kelvinů) lze docílit slučování atomů tritia. Při tomto procesu dochází k uvolnění většího množství energie, než jaká je prve vložená. Zdá se to triviální? Vskutku není.

Tokamak Compass

Český (tedy zcela přesně řečeno původem britský) tokamak Compass je vědeckým zařízením, které dosahuje krátkodobého energetického odběru až 40 MW (je důležité podotknout, že nikoliv ze sítě, ale prostřednictvím setrvačníků, schopných tento výkon dodat po dobu až 2 sekund, což odpovídá délce jednoho prováděného experimentu). A co je vlastně tokamak? Stručně řečeno zařízení, v rámci kterého je izolace pomocí (ať již jakéhokoliv) materiálu nahrazena extrémně silným magnetickým polem. V rámci tohoto pole je pak možné izolovat plazma sice o extrémně nízké hustotě, ale zároveň také plazma, se kterým lze dosáhnout teploty (u Compassu) až 20 000 000 Kelvina. Impozantní.

Laser PALS

Realizovat funkční tokamak je extrémně náročnou záležitostí. Vyjma extrémních teplot a namáhání materiálu dochází i k uvolňování rentgenového záření, což z tokamaku nečiní úplně nejpřívětivější zařízení do nepohody. Jiným přístupem, jak docílit jaderné fúze, je použití laseru o velmi silném výkonu a jeho zacílení do úzkého prostoru. Laser PALS (Asterix), který je v Ústavu fyziky Akademie věd přítomen, sice není cílen na tento druh pokusů, ale experimenty na něm prováděné nejsou o nic méně zajímavé a významné. Fascinující je už samotný prostor, v němž je laser umístěn a jeho důraz na naprostou čistotu. Tento prostor je vyplněný mimo sad zesilovačů i pokročilou optikou. Výkon? Energie impulsu (trvajícího velmi krátký okamžik) má až 10 kJ. Opět impozantní hodnota.

Závěr

V průběhu celé návštěvy se nám dostalo profesionálního výkladu ze strany pracovníků ústavu. Výkladu ze zápalem a nadšením pro věc. Věřím, že tento rozměr se přenesl i na naše studenty. Na mě tedy určitě, byť si nejsem jist, zda (či nakolik) jsem jako laik schopen ocenit vědeckou krásu zde prováděných experimentů. Samozřejmě, už jen prve zmíněná čísla ohromí (pro porovnání – výkon jednoho bloku JE Temelín je 1 GW, krátkodobý výkon tokamaku je pak 40 MW). Co ale mohu pochopit a ocenit jistě, je výjimečnost zdejší činnosti v evropském měřítku. Takovéto projekty se opravdu běžně nedělají všude, v každé zemi, naopak. Lze tak jen doufat, že v rámci popularizace vědy byli naši studenti kladně poznamenáni. Stejně tak nelze pracovníkům ústavu upřít jednak přání obligátního zdaru v dalším působení, ale i jistotu a perspektivu do budoucna, která, jak vyplynulo ze vzájemné konverzace, nemusí být bohužel samozřejmá.

Napsáno pro Presík — školní časopis SSPŠ.

Nejen za tokamakem
(aneb do Ústavu fyziky plazmatu Akademie věd)

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *