SME
Nedeľa, 6. december, 2020 | Meniny má MikulášKrížovkyKrížovky
ŠANCOU NA ZÍSKANIE PRAKTICKY NEVYČERPATEĽNÉHO A EKOLOGICKÉHO ZDROJA ENERGIE JE SPOJENIE VEĽMI NÍZKYCH A VEĽMI VYSOKÝCH TEPLÔT

Zapaľovanie "hviezdneho ohňa" na Zemi

Výstavbe experimentálneho termojadrového reaktora ITER už definitívne nestojí nič v ceste. Uplynulý týždeň podpísali ministri ...

Výstavbe experimentálneho termojadrového reaktora ITER už definitívne nestojí nič v ceste. Uplynulý týždeň podpísali ministri krajín Európskej únie, Ruska, Číny, Južnej Kórey, Japonska, Indie a USA dohodu o spustení desaťročného projektu vo Francúzsku neďaleko Strediska jadrového výskumu v Cadarache.

Zdroj energie Slnka

S pojmom termojadrovej reakcie ako zdroja energie hviezd som sa prvý raz stretol v lete 1963. Vtedy som ako trinásťročný čítal zažltnuté stránky českého vydania rozhlasových prednášok Arthura Eddingtona zo začiatku dvadsiatych rokov "Hvězdy a atomy". Bolo to na slamených otepoch pod deravou strechou starej stodoly, mal som na sebe tepláky a vonku gágali husi. Cez dieru v streche pálčivo svietilo Slnko a mňa fascinovalo, že v jeho strede teplota dosahuje milióny stupňov. V tom pekle sa zrážajú protóny, prekonávajú odpudivú bariéru a vytvárajú jadrá hélia. Uvoľňujú pri tom energiu, prispievajúcu k trvalému udržiavaniu obludnej teploty, napriek tomu, že Slnko sa neustále zbavuje svojho tepla. To isté prebieha v miliardách hviezd, ktoré som po večeroch vídaval na oblohe. A práve vďaka tomuto ohňu hviezdy môžu šíriť svoje teplo a svetlo ďaleko do kozmickej priepasti; putuje ňou dlhé roky, kým zasiahne ľudské oko.

Skryť Vypnúť reklamu

O deväť rokov neskôr, na prednáškach Záviša Bochníčka z astrofyziky, som sa dozvedel, že škála termojadrových reakcií v hviezdach je širšia. Môžu v nich napríklad vystupovať i jadrá uhlíka a dusíka a v priebehu života hviezdy môžu nadobúdať bizarnú formu vedúcu až k tvorbe železa a množstva ťažkých prvkov.

Začiatkom sedemdesiatych rokov prebiehali modelové výpočty vývoja hviezd. Boli založené na termojadrových reakciách a správaní plazmy v hviezdnej plazmovej guli; výsledky sa porovnávali s pozorovaniami vlastností hviezd v otvorených hviezdokopách. Nie náhodou moja diplomová práca mala názov "Štatistické charakteristiky otvorených hviezdokôp".

Ako ochladiť hviezdu

Možno sa pohrávať s myšlienkou zapáliť hviezdny oheň i na Zemi? Áno, to som sa však dozvedel až oveľa neskôr a paradoxne vďaka mojej práci v oblasti extrémne nízkych teplôt (až mínus 269 stupňov Celzia). Vtedy sa aj najodolnejší plyn, hélium, mení na kvapalinu. Niektoré materiály, ponorené do kúpeľa kvapalného hélia a schladené na jeho teplotu (4,2 K), nadobúdajú zvláštne, tzv. supravodivé vlastnosti. Jednou z nich je schopnosť viesť elektrický prúd prakticky bez merateľného odporu. To sa využíva pri vytváraní silných magnetických polí v supravodivých cievkach. Na ich napájanie veľkým prúdom, ktorý vytvára v strede cievky silné magnetické pole, stačí už pomerne malé napätie.

Skryť Vypnúť reklamu

Supravodivé magnety bežne dosahujú magnetické polia niekoľko Tesla. Pole 1Tesla je asi 20 000-krát silnejšie ako magnetické pole na povrchu našej Zeme. Keby sa takéto polia mali generovať klasickými vinutiami z medeného vodiča, prinášalo by to veľa komplikácií.

Osud Tokamaku

V magnetických nádobách v tvare prstenca, tvorených vinutiami supravodivých vodičov, sa vedci pokúšajú získať plazmu zo zmesi elektrónov a jadier izotopov vodíka. Zahrievajú ju na viac ako 100 miliónov stupňov Celzia v snahe zapáliť v nej termojadrovú reakciu. Magnetické pole prstencovej nádoby udržiava horúcu plazmu v strede, zabraňuje jej kontaktu s chladným povrchom nádoby, za ktorým sa v hlbokom mraze ukrýva supravodivé vinutie, obmývané kvapalným héliom.

Prvé takéto zariadenie som videl v roku 1988 v Ústave atómovej energie Kurčatova v Moskve. Zariadenie malo názov Tokamak T15 a my, pracovníci Elektrotechnického ústavu SAV, sme k nemu testovali supravodivé gyrotrónové magnety pre dodatočný vysokofrekvenčný ohrev plazmy. Našich magnetov bolo niekoľko desiatok a aj vďaka nim sa v sesterskom Tokamaku T10 dosiahla rekordná teplota plazmy okolo 120 miliónov stupňov Celzia.

Skryť Vypnúť reklamu

Tokamak bol vlastne pokusom o termojadrový reaktor. Energetická bilancia však zostávala stále záporná, teda muselo sa dodať viac energie než termojadrovým horením vzniklo. Kým v jednoduchšom a staršom Tokamaku T10 plazma horela, dokončenie Tokamaku T15 zahatili chýbajúce financie a technológie ako dôsledok rozpadu sovietskeho štátu začiatkom deväťdesiatych rokov.

Ambiciózny projekt

Experimentálny reaktor ITER je vlastne tiež akýsi Tokamak, len väčší. Supravodivý vodič, z ktorého bude navinutá prstencová magnetická nádoba, má veľkosť kábla silného ako ruka. Pozostáva z menších vodičov, ktoré by mali niesť elektrický prúd rovnomerne.

Európska komisia predpokladá rozpočet asi 7 miliárd eur, a iba supravodivé magnetické systémy budú stáť takmer polovicu. Pracovné magnetické pole v hlavnej prstencovej magnetickej nádobe (toroide) prekročí 10T. Použitie klasických vodičov by tu bolo nemysliteľné. Supravodiče sú jedinou schodnou cestou a šancou na dosiahnutie vzdialeného cieľa: získania ekologicky prijateľného, prakticky nevyčerpateľného zdroja energie z "hviezdneho ohňa".

Skryť Vypnúť reklamu

Skryť Vypnúť reklamu

Najčítanejšie na SME Tech

Skryť Vypnúť reklamu
Skryť Vypnúť reklamu
Skryť Vypnúť reklamu
Skryť Vypnúť reklamu

Hlavné správy zo Sme.sk

Judit Polgárová patrila medzi desať najlepších šachistov sveta. Dosiaľ ju neprekonala žiadna žena.
AUTORSKÁ STRANA MICHALA HAVRANA

Vybrané postavy slovenského covidového betlehema (píše Michal Havran)

Všetci vieme, že situácia je náročná.

AUTORSKÁ STRANA PETRY PROCHÁZKOVEJ

Zoja a súmrak sovietskeho mýtu o Veľkej vlasteneckej

Pohodlné pravdy o druhej svetovej vojne sa začínajú rozpadávať aj v Rusku.

Vstup do múzea Zoji Kosmodemianskej v Petriščeve.

Zápas roka? Vémola ho ukončil už v prvom kole

Baba Jaga vydržal iba dve minúty.

Karlos Vémola - Václav Mikulášek. MMA Terminátor vs. Baba Jaga LIVE dnes v Oktagon 19.

Neprehliadnite tiež

Britské letectvo odfotilo najväčšiu ľadovú kryhu na svete

Kryha sa v roku 2017 odtrhla od antarktického ľadovca Larsen-C.

Na Zem sa vrátil vzácny materiál z asteroidu

Kapsula pristála na púšti v južnej Austrálii.

Kapsula so vzorkami sa vrátila na Zem.
Vizualizácia - ClearSpace zachytáva odpadok.

Číňania tvrdia, že dosiahli kvantovú nadvládu

Míľnik dosiahol už druhý stroj na svete.

Ilustračné foto.

Inzercia - Tlačové správy

  1. Mikuláš s Majkom Spiritom? Môžete si ho užiť u vás doma
  2. Štedré dni s Niké: Vyhraj lyže s podpisom Petry Vlhovej!
  3. Do Turecka sa dostanete bezpečne z Bratislavy bez potreby testu
  4. Tip na vianočný darček? Kvalitný zrak so zľavou 1 000 €
  5. 8 inšpirácií, ako využiť zvyšky jedla a nič nevyhodiť
  6. Budeme môcť v budúcnosti pracovať len z domu?
  7. Na výpadok elektriny vás môže upozorniť aj SMS
  8. Vianočné vydanie magazínu SME Ženy
  9. Slovenské „šampanské“, za ktorým sa skrýva príbeh lásky
  10. Zdravé varenie: zábava pre celú rodinu
  1. Mikuláš s Majkom Spiritom? Môžete si ho užiť u vás doma
  2. Väčšina fajčiarov dala deťom cigarety, ak si vypýtali
  3. Podcast: Jeden lístok, veľa tratí
  4. Čo musíte vedieť, ak chcete prežiť Vianoce v zdraví a so svojimi
  5. Nová škôlka 21. storočia na Kramároch
  6. Do Turecka sa dostanete bezpečne z Bratislavy bez potreby testu
  7. Štedré dni s Niké: Vyhraj lyže s podpisom Petry Vlhovej!
  8. Tento výťah si poradí aj s tým najužším schodiskom
  9. Prvá 2-stupňová akumulátorová snehová fréza na trhu
  10. COOP Jednota je najdôveryhodnejším slovenským predajcom potravín
  1. Budíte sa počas spánku? Toto sú hlavné príčiny 15 885
  2. Slnko a teplo aj cez sviatky: Do Egypta sa vracajú dovolenkári 11 418
  3. Kaufland na Slovensku testoval novinku, ktorú zavádza v Európe 9 843
  4. Slovenská firma reformuje tradičné multimiliardové odvetvie 9 659
  5. Viete, aká je skutočná cena smartfónu? Číslo vás prekvapí 9 459
  6. Vianočné vydanie magazínu SME Ženy 9 405
  7. Do Turecka sa dostanete bezpečne z Bratislavy bez potreby testu 9 284
  8. Aká je chémia vôní 9 091
  9. Novodobý slovenský Baťa. Zamestnancom stavia domy 8 835
  10. 8 inšpirácií, ako využiť zvyšky jedla a nič nevyhodiť 8 723