Průlom v jaderné syntéze: Nový způsob testování bezpečnosti zařízení na neomezenou energii

Vědci otestovali novou metodu zobrazování pro chladicí komponenty v systémech syntézy jaderné energie, což je další krok k neomezené výrobě energie. Vývoj zařízení pro výrobu energie z jádra pomocí syntézy totiž čelí velkému problému.

Zařízení musí odolat extrémnímu teplu, kdy teploty dosahují hodnot odpovídajících až desetinásobku tepla slunečního jádra. Proto odborníci nyní použili počítačovou tomografii k tomu, aby prozkoumali chladicí kapalinu nazvanou wolframový monoblok. To umožní přesnější vyhodnocení, aniž by bylo nutné používat destruktivní zkušební metody. 

Procesy jako v samotném středu Slunce 

Energie vzniklá z jaderné syntézy se snaží využívat procesy, které probíhají ve středu Slunce, ve kterém plazma dosahuje milionů stupňů Fahrenheita. Takovýto proces není snadné na Zemi vytvořit. Navíc, aby byla zajištěna bezpečnost systémů takové jaderné syntézy, musí mít vědci pod kontrolou robustnost součástí systému.

Související

Martin Pokorný

Čeští vědci pomocí elektronových srážek…

Ilona Cílková

Může největší urychlovač částic na světě…

Nová studie nyní ověřila, co je nejúčinnější. "Výhodou neutronového zobrazování využitého pro rentgenové zobrazování je, že neutrony mnohem lépe pronikají přes wolfram. Neutronová tomografie nám umožňuje prověřit úplný monoblok nedestruktivně," uvádí o nové metodě britský nukleární fyzik Triestino Minniti. 

Co je to monoblok?

Co si pod pojmem monoblok představit? Jde o trubku, jež nese chladicí kapalinu. Podle nových kontrol metoda umožňuje efektivnější vyhodnocování větších objemů wolframu, aniž by došlo ke zničení vzorku. Tomografické metody tak mohou poskytnout cenná data.

Navíc v budoucnosti se tyto doplňkové metody použijí pro vývoj konstrukčních částí nebo také pro zajištění kvality výroby. Obrazy ze studie budou také následně převedeny na detailní simulace, které umožní prozkoumat výkonnost jednotlivých komponent. 

Jak vlastně pracuje reaktor na jadernou fúzi?

Při fúzi se plyn zahřívá a rozděluje na ionty a elektrony, jež ho tvoří. Zahrnuje lehké prvky jako vodík a tvoří těžší prvky, například helium. Aby vznikla fúze, jsou atomy vodíku vystaveny vysokému tlaku a teplu, dokud se nespojí. Jádra deuteria a tritia, jež se nacházejí ve vodíku, vytvoří jádro helia, neutron a spoustu energie.

Provádí se to zahříváním paliva na teploty vyšší než 150 milionů °C a vytvořením horké plazmy, která je jakousi plynnou polévkou subatomických částic. K udržení plazmatu mimo stěny reaktoru se užívá silné magnetické pole. Toto pole vyrábí supravodivé cívky, které obklopují nádobu a elektrický proud, jež je veden plazmou. Jsou-li ionty dostatečně horké, překonají vzájemně odpudivou sílu a srazí se a spojí dohromady. Pokud k tomu dojde, uvolní se asi milionkrát více energie než při chemické reakci a 3-4 krát více, než u běžného jaderného štěpného reaktoru.