Čína dokončila rekordní 582tunový magnet pro „umělé Slunce“

Odborníci z Institutu fyziky plazmatu Čínské akademie věd na konci června dokončili a otestovali tzv. toroidální supravodivý magnet vyvinutý v rámci programu CRAFT (Comprehensive Research Facility for Fusion Technology) v čínském Che-feji. Tento výzkumný komplex není samostatným tokamakem, ale slouží k vývoji a ověřování technologií, které budou potřeba pro budoucí fúzní elektrárny. Jednou z jeho hlavních oblastí je vývoj velkých supravodivých magnetů.

Celá sestava magnetu měří přibližně 21 metrů na délku a 12 metrů na šířku a váží 582 tun, přičemž tvar nového magnetu odpovídá písmenu D. Jeho technologie má umožňovat vytvářet extrémně silná magnetická pole potřebná pro udržení plazmatu zahřátého na více než 100 milionů stupňů Celsia.

Jak informoval deník South China Morning Post, podle čínských výzkumníků má nové magnetické řešení větší rozměry a vyšší energetické parametry než jednotlivé srovnatelné komponenty používané u mezinárodního projektu ITER. Celý systém byl navíc podle čínské strany vyvinut a vyroben kompletně domácím průmyslem, což Peking prezentuje jako důkaz rostoucí technologické soběstačnosti.

Magnetický systém představuje jednu z nejnáročnějších částí každého tokamaku – prstencového experimentálního zařízení pro jadernou fúzi, které využívá silná magnetická pole k udržení plazmatu. Plazma zahřáté na více než 100 milionů stupňů je několikanásobně teplejší než jádro Slunce a žádný známý materiál jej nedokáže dlouhodobě udržet v přímém kontaktu. Proto se využívají supravodivé magnety, které plazma „zavěsí“ do prostoru uvnitř tokamaku.

Vývoj jaderné fúze se zároveň stále více stává otázkou technologické prestiže i geopolitického vlivu, jak vyplývá už z dřívější zprávy agentury Reuters. Vedle Spojených států a Evropské unie investuje do tohoto oboru právě Čína, která v posledních letech výrazně zrychluje tempo vývoje a připravuje navazující demonstrační projekty.

Řada analytiků upozorňuje, že vedle vědecké spolupráce se stále více rýsuje také technologický závod o to, kdo jako první zvládne převést jadernou fúzi z experimentálních zařízení do praktické výroby elektřiny.

Čína dlouhodobě tvrdí, že jejím cílem je po experimentálním tokamaku EAST vybudovat také demonstrační fúzní elektrárnu. Harmonogram dalších projektů se průběžně vyvíjí a jednotlivé termíny se v oficiálních materiálech liší, nicméně čínské instituce hovoří o demonstraci výroby elektřiny v první polovině příštího desetiletí.

Čínský projekt bývá často srovnáván s mezinárodním experimentálním reaktorem ITER, který vzniká ve francouzském Cadarache za účasti Evropské unie, Spojených států, Japonska, Indie, Jižní Koreje, Ruska i samotné Číny.

ITER nebude vyrábět elektřinu pro distribuční síť. Jeho úkolem je ověřit, že lze dlouhodobě udržet stabilní fúzní reakci s výrazně vyšším energetickým výkonem, než kolik energie je potřeba k jejímu spuštění. Po několika odkladech bychom se mohli dočkat dosažení prvního plazmatu nejdříve kolem let 2033–2034, přičemž experimenty s palivem deuterium–tritium mají následovat až později.

Čína tak není pouze konkurentem západních fúzních programů – sama je jedním z partnerů mezinárodního projektu ITER, na němž získává zkušenosti a podílí se dodávkami klíčových technologií. Paralelně však rozvíjí vlastní projekty, které mají v budoucnu vést k demonstrační fúzní elektrárně.

Kromě ITER probíhají v západních zemích také další fúzní projekty, například evropský demonstrační program DEMO, britský projekt STEP a soukromé americké iniciativy firem Commonwealth Fusion Systems nebo Helion Energy.

Na rozdíl od současných jaderných elektráren, které vyrábějí energii štěpením uranu, využívá jaderná fúze spojování lehkých atomových jader – nejčastěji deuteria a tritia. Při jejich sloučení vzniká helium a uvolňuje se velké množství energie. Proces neprodukuje emise oxidu uhličitého a nemá u něj hrozit nekontrolovatelná řetězová reakce známá ze štěpných reaktorů. Přesto ani fúze není zcela bez radioaktivních materiálů; cílem nicméně je využívat materiály s nižší a kratší dobou radioaktivity než u klasických štěpných reaktorů.