TAJEMSTVÍ atomu ENERGIE BEZ KOUŘE TREZOR NA TISÍC LET SUROVINA NEBO ODPAD PODIVUHODNÉ PAPRSKY TAJEMSTVÍ ENERGIE HMOTY BEZPEČNOST JADERNÝCH ELEKTRÁREN JADERNÁ SYNTÉZA
Autor: ČEZ
Strana 61 z 68
Vámi hledaný text obsahuje tato stránku dokumentu který není autorem určen k veřejnému šíření.
Pro překonání odpudivých
elektrických sil jader třeba teploty mnoha
milionů stupňů Celsia. Zahříváme-li směs
plynného deuteria tritia, atomy stou
pající teplotou stále více ionizují elektrony
spolu volnými jádry zvyšují svou rychlost. Zesilováním magnetického
pole možno nádobu zmenšovat zvyšovat
tak teplotu. Jeden prvních nejdůležitějších
tvarů magnetických nádob byl prstenec.
Plazma směs zcela ionizovaných částic
rozložených mateřských prvků, pohybujících
se vysokými rychlostmi extrémně vysokých
teplot.•
H
%
\
V /
í ,
s *
v t
1
^ *
m olekula deuteria atom deuteria deutron elektron
Plynné deuterium uzavřené myšlené „ideální“ nádobě při různých teplotách; při pokojové teplotěje deuterium molekulárním plynem, při teplotě několika
tisíc stupňů deuteriový plyn skládá atomů, při teplotě blízké milionu stupňů jsou již všechny atomy deuteria ionizovány, vzniká plazma složená rychle se
pohybujících volných elektronů deuteronů. „Zápalná“ teplota této směsi
je „jen” zhruba milionů °C. Známá aparatura tohoto typu je
ruská OGRA. Dodávaná energie ohřívá
c
Průřez Sluncem: aktivní oblast kolem slunečního
středu, které probíhají termonukleární reakce;
b) vrstva horké sluneční hmoty, která tvoří izolaci
aktivní oblasti; sluneční atmosféra.
Podstatně nižší „zápalnou“ teplotu reakce
tritia deuteriem.
Problémy jsou nalezení vhodného tvaru
„nádoby“.
Snahou je, aby celý proces byl řiditelný
a každém okamžiku ovladatelný. Obal „nádoby“ proto vy
tváří silným magnetickým polem.
Získanou horkou plazmu třeba izolovat
a uzavřít omezeném prostoru. Impulzní
výboj ZETĚ uskutečňoval komoře tvaru
velkého prstence, naplněné zředěným deu
teriem. Tedy
čím vyšší teplota směsi, tím rychleji se
částice pohybují. Částice zde pohybují šroubovicích. Mag
netické poleje něm udržováno směru jeho
osy.
Zdánlivě nejjednoduší bylo použít jako
palivo prostý vodík, kterého všude dost. Nevýhodou této
reakce je, tritium přírodě téměř ne
vyskytuje nutno vyrábět izotopu
lithia bombardováním neutrony.
Pro praktickou výrobu elektrické energie
se dnes jako nejperspektivnější jeví ohřívání
termonukleárního paliva opakujícími elek
trickými impulzy. Typickým
představitelem tohoto způsobu byla jedna
z prvních aparatur anglická ZETA. Výboj měl trvání několika tisícin
sekundy.
Jeho „zápalná“ teplota pro rozběhnutí termo
nukleární syntézy však natolik vysoká, že
syntézajeho jader může probíhatjen Slunci. tomto principu byla zalo
žena například americká aparatura nazvaná
STELLARATOR. Zatím dosahovaná
doba, kterou horká plazma rychlém
výboji udrží spojité formě, velmi krátká.
zředěný plyn reakčním prstenci ten, zcela
ionizovaný, vytváří žhavou plynnou plazmu. Tento mezi
stupeň výroby „paliva“ bohužel proces značně
komplikuje prodražuje. Aby reakce syntézy
deuterium-deuterium (D-D) helium neu
tron dosáhla stability sama trvale „hořela“,
je třeba dosáhnout teploty 350 milionů °C.
Pro zvýšení stability zúženého plazmatu,
a tím prodloužení doby impulzního výboje se
používá magnetického pole vnějšího zdroje. Toto pole odráží
a vrací zpět částice, které jinak unikaly ve
směru osy válce.
Pro udržení částic blízkosti osy větším
počtu oběhů přidává dodatečné kroutivé
magnetické pole.
Rychlost částic přímo úměrná teplotě. „Nádoba“, je
jíž stěny byly pro plazmu nepropustné
a snesly její vysokou teplotu tlak, nemůže
být zkonstruována žádného materiálu slo
ženého atomů.
Tokamak JET Culhamu Oxfordu společný experiment Evropského společenství.
Jiný tvar magnetická nádoba apara
tuře, kde magnetické pole vytváří krátký
válec, který obou koncích uzavřen zesí
leným magnetickým tokem.
59
.
Základní podmínkou pro uskutečnění prak
ticky využitelné termonukleární reakce je
udržet „provazec“ žhavé plazmy homogen
ním, spojitém stavu alespoň tak dlouhou
dobu, aby jaderná syntéza měla čas proběhnout.
Rychlost možno částicím udělit také
jinak než urychlovačem.
Supravodivé materiály jsou zde zcela běžným
předpokladem, protože požadavky magne
tické výkony cívek jsou značné.
Pro výzkumníky však trvalá jen velmi
obtížně zvládaná překážka.
Vlivem vnitřních nestabilit úzký kanál vý
boje rozpadá dříve, než syntézu jader možno
energeticky využít.
Přirozený sluneční reaktor zajišťuje svém
středu takové vysoké tlaky teploty, jaké jsou
zatím mimo technické možnosti člověka
