Čína dokončila 582-tonový magnet pre „umelé Slnko“ a chce začať vyrábať fúznu elektrinu už okolo roku 2030. Ľudstvo je tak krok k svätému grálu energetiky, ale zatiaľ to má jeden háčik.

Toroidálna supravodivá cievka meria 21 metrov na dĺžku a 12 metrov na šírku. S hmotnosťou 582 ton je podľa jej vývojárov najväčším magnetom svojho druhu určeným pre fúzne reaktory. Má približne 1,3-násobný objem a dokáže uložiť trikrát viac magnetickej energie než porovnateľná toroidálna cievka medzinárodného projektu ITER. Neznamená to však, že vytvára trikrát silnejšie magnetické pole.

Magnet vytvorí neviditeľnú klietku

Tokamak nemôže udržiavať plazmu obyčajnou pevnou stenou. Palivo sa musí zahriať na viac než 100 miliónov °C a pri kontakte s materiálom by sa okamžite ochladzovalo a poškodzovalo vnútro zariadenia. Supravodivé cievky preto vytvárajú silné magnetické pole, ktoré vedie nabité častice po prstencovej dráhe a drží ich mimo stien vákuovej komory.

Čínsky magnet má tvar písmena D. Šestnásť takýchto cievok má vytvoriť prstenec s poľom približne 6,5 tesla v strede plazmy. Vývojári tvrdia, že komponent musí spoľahlivo pracovať 60 rokov pri teplote okolo 4,2 kelvina, teda približne −269 °C, a súčasne odolávať vysokému prúdu, radiácii a obrovským mechanickým silám.

Rozmermi Čína prekonala jednu cievku ITER-u, nie celý jeho magnetický systém. ITER používa 18 toroidálnych cievok. Každá váži približne 330 ton, meria 17 × 9 metrov a celý systém má uloženú energiu 41 gigajoulov. Maximálne pole na cievkach dosahuje 11,8 tesla.

FonTech už písal o skúške 330-tonovej cievky ITER-u pri teplote blízkej absolútnej nule. Nový čínsky komponent ukazuje, že Peking už nechce zostať iba dodávateľom dielov pre zahraničné projekty, ale buduje vlastný reťazec supravodičov, špeciálnych ocelí, izolácií a presnej výroby. Čínska akadémia vied uvádza, že všetky kritické technológie nových magnetov vznikli priamo v krajine.

ITER

Rok 2030 neznamená komerčnú elektráreň

Virálny príspevok spája magnet s plánom vyrábať elektrinu už do roku 2030. Tento cieľ sa týka predovšetkým pripravovaného tokamaku BEST, nie samotnej 582-tonovej cievky ani dnešného experimentálneho zariadenia EAST.

Čínska akadémia vied plánuje dokončiť BEST do konca roka 2027. Tokamak má pracovať s deutériom a tríciom, cieliť na 20 až 200 MW fúzneho výkonu a pokúsiť sa dosiahnuť čistý energetický zisk. Okolo roku 2030 chce Čína predviesť aj výrobu elektriny z fúzie. Stále však pôjde o experimentálnu demonštráciu, nie o komerčnú elektráreň napájajúcu mestá.

BEST nadväzuje na experimenty tokamaku EAST, ktorý v roku 2025 udržal plazmu vo vysokom režime uväznenia 1 066 sekúnd. Tento rekord sme podrobnejšie rozobrali v samostatnom článku.

Čínsky harmonogram je mimoriadne ambiciózny. ITER plánuje spustiť výskumnú prevádzku v roku 2034 a deutériovo-tríciové experimenty až v roku 2039. Navyše ani ITER nebude vyrábať elektrinu – teplo z reakcií odvedie chladiaci systém. O pripravovanom tokamaku BEST a čínskom cieli dokončiť zariadenie v roku 2027 už FonTech informoval tu.

„Neobmedzená energia“ zostáva zjednodušením

Fúzia môže priniesť veľké množstvo energie bez priameho spaľovania fosílnych palív, no nie je bez problémov. Deutérium sa dá získavať z vody, trícium je však rádioaktívne, v prírode mimoriadne vzácne a budúce reaktory si ho budú musieť vyrábať z lítia. Rýchle neutróny zároveň poškodzujú a aktivujú materiály vo vnútri zariadenia.

Úspešný magnet preto ešte neznamená hotovú elektráreň. Čína musí zostaviť celé zariadenie, udržať horiacu plazmu, zvládnuť tríciový cyklus a dokázať premieňať fúzne teplo na elektrinu spoľahlivo a ekonomicky.

582-tonová cievka je napriek tomu veľký priemyselný míľnik. Ukazuje, že Čína dokáže vyrábať komponenty, ktoré patria medzi najnáročnejšie strojárske konštrukcie sveta. O tom, či okolo roku 2030 skutočne rozsvieti prvú „fúznu žiarovku“, však rozhodnú až experimenty tokamaku BEST, nie fotografia obrovského magnetu.

Čítajte viac z kategórie: Novinky