The Pit and Pendulum – Jáma a kyvadlo Pane Alane Edgarde, promiňte!

The Pit – jáma roste rychlostí 4000 m3 za den a její žravost skončí až zmizí poslední z 230 000 m3 zeminy. Do jámy bude posléze usazen termojaderný reaktor. Nedaleko ní se pomalu zvedá na ploše 14 000 m2 montážní hala pro největší cívku světa. Cívka poloidálního magnetického pole je tak obrovská, že ji nelze hotovou žádným způsobem transportovat – a to Boeing umí přepravit raketoplán – a cívka se musí vyrobit v místě použití. Ve francouzském Cadarache se již třetím rokem buduje mezinárodní tokamak ITER. The Pendulum – kyvadlo nemilosrdně odřezává minutu po minutě, hodinu po hodině až k okamžiku, kdy lidská společnost zjistí, že vyřešila energetický problém jednou pro vždy čistou a nevyčerpatelnou energii jaderné fúze. Nebo také za zatáčkou na cestě k ní objeví dosud nevyřešený problém. Na cestě? Latinsky cesta je ITER a stejnojmenný tokamak potřebuje k demonstraci termojaderné fúze největší magnetický systém, do jehož výroby se lidé pustili. Magnetické pole 200 000krát silnější magnetického pole Země bude izolovat plazma 10krát teplejší než nitro Slunce. Elektromagnet 16 m vysoký, průměr otvoru 9 m, hmotnosti 360 t není určitě žádný drobeček. Až 18 takových elektromagnetů navinuto z 82,2 km dlouhého kabelu o celkové hmotnosti 6540 tun, to jsou cívky toroidálního magnetického pole (TMP) mezinárodního tokamaku ITER. Cívky TMP si můžeme představit jako známý solenoid, ovšem zatočený do kruhu. Elektrický proud 68 kA vytvoří magnetické pole 11,8 tesla. Magnetické pole cívek TMP v sobě skrývá energii 41 GJ: konečně systém bude izolovat od stěn výbojové komory plazma o teplotě 150 milionů stupňů, tlaku několika tisíc pascalů. Kdyby vinutí cívek tokamaku ITER bylo z mědi, potřebovaly by výkon 2 GW a učinit z takového zařízení energeticky ziskový reaktor by bylo nemožné. Supravodivé cívky spotřebují pouhých 35 MW, a to především na provoz kryogenního hospodářství. Supravodič „Cable-In-Condiut“ – „kabel v trubici“ tvoří 900 supravodivých vláken Nb3Sn smíchaných s 522 vlákny čisté mědi. To kdyby náhle supravodivá vlákna přestala být supravodivá (quench), tak po jistou dobu převezme měď úlohu vodiče a zabrání tak destrukci. Celý kabel je zasunutý do trubice z nerezové oceli. Na supravodivou teplotu ochladí vlákna Nb3Sn tekuté helium. Spojení zdroje energie a cívek zajistí relativně krátký vysokoteplotní supravodič. O výrobu 18 cívek toroidálního magnetického pole (TMP) se podělí členové konsorcia ITER (IO): Japonsko, Evropská unie, Rusko, Jižní Korea a Čína. První smlouvu podepsalo Japonsko již v listopadu 2007 a byla to první smlouva týkající se výroby tokamaku ITER vůbec. Japonsko vyrobí 25 % vodičů cívek TMP – 20 tun vláken Nb3Sn. Evropa 20 %. První vzorek 50 kg pochromovaných supravodivých vláken Nb3Sn byl vyroben v březnu 2009. Japonská agentura ITER objednala supravodiče u dvou firem: Jastec a Hitachi Cable. Po roce byla první délková jednotka 100, resp 760 m mědi a 415 m Nb3Sn převezena lodí z Nippon Steel Copany sídlící v městě Wakamatsu ležící na nejjižnějším japonském ostrově Kjúšú do Jokohamy, kde byla otestována firmou Toshiba Corporation. Výsledky testování představující měření tisíce kontrolních bodů, byly uloženy do Conductor Database, aby ostatní členové konsorcia IO vyrábějící supravodivé cívky TMP měli ke všem datům popisující jednotlivé fáze výroby supravodičů přístup. Databáze byla vytvořena za pomoci odborníků pracujících na obřím vstřícném urychlovači LHC v evropském CERN. Dne 20. června 2010 přijala ITER Organization 17 t supravodivého vlákna Nb3Sn, 2,4 km supravodivého kabelu a 760 ochranného měděného vodiče v ceně 12, 14 mil eur. Japonský výrobek se tak stal první dokončenou komponentou mezinárodního tokamaku ITER. Alan Edgar Poe v povídce Jáma a kyvadlo alegorizoval boj jednotlivce s jezuitským řádem. Věčný zápas svobody se zkostnatělým řádem Cadarache povýšil na duel tvořivého ducha s řádem přírodních zákonů. Věřme, že vítězný! Ing. Milan Řípa Foto: ITER organization