Spojené království bude zkoumat jadernou fúzi v novém výzkumném zařízení

Nejznámějším projektem výstavby reaktoru pro termonukleární fúzi, která by se mohla stát zdrojem čisté energie pro budoucnost, je projekt ITER. Pro úspěšné dokončení těchto projektů jsou klíčová speciálně zaměřená výzkumná zařízení. Podobné laboratoře vzniknou nyní ve výzkumném parku v Rotherham ve Spojeném království.

Skupina Harworth oznámila dokončení nového zařízení pro výzkum fúzních technologií ve výzkumném parku Rotherham v jižním Yorkshire. Zařízení patří britské jaderně energetické agentuře UKAEA.

Zařízení bude sloužit zejména pro vývoj a testování technologií spojených Spojené království bude zkoumat jadernou fúzi v novém výzkumném zařízení Spojené království bude zkoumat jadernou fúzi v novém výzkumném zařízení s materiály a komponentami pro fúzní reaktory. Infrastruktura o rozloze 2500 metrů čtvrtečních bude testovat také nové slitiny či keramické kompozity. Předpokládá se, že k otevření zařízení dojde na konci tohoto roku.

Skupina Harworth, vyvíjející zařízení, sdělila, že dokončení bude stát přibližně 28 milionů dolarů (644 milionů Kč). Agentura UKAEA nyní připravuje vnitřní infrastrukturu pro pracovníky.

Zařízení je částečně financováno z vládní dohody o dodávkách pro jaderný sektor, která je zajišťována britskými ministerstvy obchodu, energetiky a průmyslových strategií. Dalších 2,6 milionů dolarů (60 milionů Kč) pro investiční náklady bude poskytnuto z místního fondu města a regionu Sheffield.

Testování fúzních technologií

Agentura UKAEA hodlá zařízení využívat pro vývoj a testování fúzních technologií. Technologie budou dále testovány a hodnoceny za podmínek předpokládaných uvnitř fúzních reaktorů. Vývoj fúzních reaktorů přitom stojí právě na materiálovém výzkumu. Ve fúzním reaktoru se předpokládá vysoká hustota tepelného toku, prostředí s vakuem a silné magnetické pole, které drží rozžhavenou plazmu pohromadě.

Díky novému zařízení bude podpořena také spolupráce s výzkumnými organizacemi, konkrétně Univerzitou v Sheffieldu, prostřednictvím jejích pokročilých center výzkumu výrobních technologií a výroby jaderných technologií. Obě tato zařízení jsou rovněž součástí pokročilého výrobního parku v Rotherham. Spolupráce v rámci soukromých komerčních firem bude zajištěna institutem svařování.

Agentura UKAEA uvedla, že zařízení pomůže britským společnostem vyhrávat zakázky zaměřené na vývoj reaktoru ITER.

„Před námi jsou vzrušující časy. Zařízení pro studium fúzních technologií v Rotherhamu bude celosvětově jedinečné. Kromě poskytování špičkového výzkumu a vývoje také pomůže zajistit dodavatelský řetězec fúzní technologie ve Spojeném království,“ sdělil Damon Johnstone, vedoucí pobočky UKAEA v Yorkshire na konci července při dokončení výstavby vnějších konstrukcí zařízení.

Termonukleární fúze a významné projekty

Stávající energetické jaderné reaktory pracují na principu štěpení těžkých jader na lehčí jádra. Při tomto procesu vzniká velké množství energie v podobě tepla, odletujících odštěpků a volných neutronů.

Slučováním jader deuteria, tritia a vodíku, či jejich kombinací vzniká mnohem větší množství energie než při jaderném štěpení. Fúzní reaktory nabízejí i další výhody ve srovnání se štěpnými zařízeními. Použité palivo je pouze krátkodobě radioaktivní, generuje mnohem menší zbytkový výkon a navíc lze fúzní reakci odstavit mnohem snadněji.

Problematikou jaderné fúze je však její technická realizovatelnost. Provoz fúzních jaderných elektráren se očekává až za několik desetiletí. Prozatím nejpokročilejšími projekty jsou ITER, JET a DEMO.

ITER je klíčový mezinárodní projekt výstavby fúzního reaktoru na jihu Francie. Vývoj tohoto zařízení probíhá již od roku 1985, přičemž první návrh reaktoru byl projektován mezi léty 1988 a 1990. Hlavním cílem projektu je analyzovat využitelnost fúzní reakce pro výrobu energie. Výstavba samotného zařízení začala v lednu roku 2007. Nyní se první provoz předpokládá v roce 2035.

Projekt JET je zkratkou Joint European Torus. Jedná se o prozatím největší provozovaný tokamak využívající slučování deuteria a tritia. Jeho provozovatelem je agentura UKAEA, přičemž k prvnímu spuštění plazmy došlo v roce 1983. Zařízení JET bylo klíčovým pro výstavbu reaktoru ITER.

Na projektu DEMO spolupracuje americké ministerstvo energetiky, Prinstonská laboratoř plazmatu v New Jersey a jihokorejský fúzní výzkumný institut. Oproti projektu JET je DEMO dalším krokem projektu ITER při vývoji komerčních fúzních elektráren.

DEMO by měl jako první fúzní reaktor dodávat elektrickou energii do rozvodné sítě. Předpokládá se, že by zařízení mělo dodávat 1 GW elektrického výkonu po dobu několika týdnů (předpoklady zařízení ITER jsou výkon 500 MW po dobu 500 sekund). První provoz zařízení DEMO se očekává mezi roky 2037 a 2050.

Úvodní fotografie: Vizualizace zařízení ITER Zdroj: iter.org