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 praktickou výrobu elektrické energie
se dnes jako nejperspektivnější jeví ohřívání
termonukleárního paliva opakujícími elek
trickými impulzy.
Rychlost částic přímo úměrná teplotě.
Vlivem vnitřních nestabilit úzký kanál vý
boje rozpadá dříve, než syntézu jader možno
energeticky využít.
Supravodivé materiály jsou zde zcela běžným
předpokladem, protože požadavky magne
tické výkony cívek jsou značné. Pro překonání odpudivých
elektrických sil jader třeba teploty mnoha
milionů stupňů Celsia.
Pro zvýšení stability zúženého plazmatu,
a tím prodloužení doby impulzního výboje se
používá magnetického pole vnějšího zdroje.
Podstatně nižší „zápalnou“ teplotu reakce
tritia deuteriem. Impulzní
výboj ZETĚ uskutečňoval komoře tvaru
velkého prstence, naplněné zředěným deu
teriem. Výboj měl trvání několika tisícin
sekundy. „Zápalná“ teplota této směsi
je „jen” zhruba milionů °C. tomto principu byla zalo
žena například americká aparatura nazvaná
STELLARATOR.
Plazma směs zcela ionizovaných částic
rozložených mateřských prvků, pohybujících
se vysokými rychlostmi extrémně vysokých
teplot. Známá aparatura tohoto typu je
ruská OGRA. Zahříváme-li směs
plynného deuteria tritia, atomy stou
pající teplotou stále více ionizují elektrony
spolu volnými jádry zvyšují svou rychlost. Aby reakce syntézy
deuterium-deuterium (D-D) helium neu
tron dosáhla stability sama trvale „hořela“,
je třeba dosáhnout teploty 350 milionů °C.•
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.
Jeho „zápalná“ teplota pro rozběhnutí termo
nukleární syntézy však natolik vysoká, že
syntézajeho jader může probíhatjen Slunci.
Pro výzkumníky však trvalá jen velmi
obtížně zvládaná překážka.
Pro udržení částic blízkosti osy větším
počtu oběhů přidává dodatečné kroutivé
magnetické pole.
Získanou horkou plazmu třeba izolovat
a uzavřít omezeném prostoru.
Jiný tvar magnetická nádoba apara
tuře, kde magnetické pole vytváří krátký
válec, který obou koncích uzavřen zesí
leným magnetickým tokem.
Snahou je, aby celý proces byl řiditelný
a každém okamžiku ovladatelný.
Tokamak JET Culhamu Oxfordu společný experiment Evropského společenství.
Problémy jsou nalezení vhodného tvaru
„nádoby“. Tento mezi
stupeň výroby „paliva“ bohužel proces značně
komplikuje prodražuje.
zředěný plyn reakčním prstenci ten, zcela
ionizovaný, vytváří žhavou plynnou plazmu. Mag
netické poleje něm udržováno směru jeho
osy. Nevýhodou této
reakce je, tritium přírodě téměř ne
vyskytuje nutno vyrábět izotopu
lithia bombardováním neutrony. Tedy
čím vyšší teplota směsi, tím rychleji se
částice pohybují. 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.
Rychlost možno částicím udělit také
jinak než urychlovačem.
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.
Přirozený sluneční reaktor zajišťuje svém
středu takové vysoké tlaky teploty, jaké jsou
zatím mimo technické možnosti člověka. Obal „nádoby“ proto vy
tváří silným magnetickým polem. „Nádoba“, je
jíž stěny byly pro plazmu nepropustné
a snesly její vysokou teplotu tlak, nemůže
být zkonstruována žádného materiálu slo
ženého atomů.
Zdánlivě nejjednoduší bylo použít jako
palivo prostý vodík, kterého všude dost. Zesilováním magnetického
pole možno nádobu zmenšovat zvyšovat
tak teplotu. Částice zde pohybují šroubovicích. Typickým
představitelem tohoto způsobu byla jedna
z prvních aparatur anglická ZETA. Jeden prvních nejdůležitějších
tvarů magnetických nádob byl prstenec.
59
. Toto pole odráží
a vrací zpět částice, které jinak unikaly ve
směru osy válce. Zatím dosahovaná
doba, kterou horká plazma rychlém
výboji udrží spojité formě, velmi krátká
