Jan Mlyn stav fyziky plazmatu AV R v

Jan Mlynář, Ústav fyziky plazmatu AV ČR, v. v. i. Exkurze U 3 V MFF UK, 2. listopadu 2009

Obsah přednášky

Termojaderná fúze je zdrojem energie hvězd - včetně našeho Slunce. Fúze je proces spalování, nikoli řetězová reakce, čili neexistuje něco jako „kritická hmotnost“ Nicméně, podmínky nutné k zapálení fúze jsou velmi náročné.

Slova, která zaslouží slávu Sir Arthur S Eddington (1920): « If, indeed, the sub-atomic energy in the stars is being freely used to maintain their great furnaces, it seems to bring a little nearer to fulfilment our dream of controlling this latent power for the well-being of the human race – or for its suicide. » John D. Lawson (1955): « It is seen that for a useful reactor T must exceed 108 degrees and nt must exceed 1016. These conditions are very severe. Conditions for a T-D-Li reactor (. . . ) are easier though still severe. The corresponding values of temperature and nt are T=3 x 107 degrees, nt=1014. »

Inerciální udržení – mikrovýbuchy Zapálení pomocí laserů, v budoucnosti snad i pomocí svazků částic

Co to je plazma ? Fyzikální plazma je čtvrté skupenství hmoty Pokud mají částice plynu dost energie, rozdělí se na ionty a elektrony – pak mluvíme o plazmatu. Při vysokých teplotách mají částice vysoké rychlosti, takže mají i hodně energie. Nabité částice reagují na elektrické a magnetické pole – a zároveň je spoluvytvářejí.

Magnetické udržení – možné i kontinuálně Plazma bez magnetického pole Plazma v magnetickém poli

Příklad konfigurace mg. pole - stelarátor 1998 LHD NIFS, Japan supravodivé cívky – 4 T Cívky Wendelstein 7 -X Greifswald, Germany 60 000°C 3 T (okolo 2014)

Tokamak - nejlépe izoluje teplo Primární vinutí transformátoru Poloidální magnetické pole Vnější cívky poloidálního pole Výsledné šroubovicové mg. pole Elektrický proud v plazmatu (sekundár) Cívky toroid. pole Toroidální magnetické pole

Tokamak CASTOR – jeden z prvních CASTOR se dne 18. prosince 2008 převezl na FJFI do Břehové, kde by měl časem fungovat pro studenty nového zaměření „Fyzika a technika termojaderné fúze“ (a nejen pro ně) http: //fttf. fjfi. cvut. cz/? p=aktualne

Nástupce: Tokamak COMPASS 17. září 2007, Culham 20. října 2007, Praha

Společný evropský tokamak JET 15 m

JET: Vakuová nádoba a plazma #60753 Robot dálkově řízené údržby oblast divertoru

Tokamak ITER: Rozhodující technický experiment Cílem ITER je předvést integrovaný fyzikálně-technický systém ve velikosti budoucího reaktoru, aby se prokázala technická proveditelnost fúze jako energetického zdroje. ITER je dvakrát větší než JET a navíc plně supravodivý. 7 partnerů: EU, Japonsko, Ruská federace, USA, Čína, Jižní Korea a Indie. COMPASS Náklady na stavbu ~ 5 miliard Euro. ITER bude stát v Cadarache, nedaleko Aix-en-Provence, Francie. První plazma je plánováno na rok 2016.

Proč potřebujeme experimenty? Plazma je nelineární obtížné předpovědi Proč potřebujeme velké experimenty? Proč potřebujeme malé experimenty?

Vize fúzní elektrárny