Sreda, 10. 6. 2020, 4.00
4 leta, 5 mesecev
slovensko znanje pri gradnji fuzijskega reaktorja
Najdražji mednarodni projekt, zraven so tudi Slovenci
Termometer prikazuje, kako vroč je članek.
Termometer prikaže, kako vroč je članek.
1,44
3
Z vgradnjo podstavka za kriostat so naredili velik korak naprej pri nadaljevanju projekta gradnje fuzijskega reaktorja v Franciji.
Veliki fuzijski reaktor Iter, ki ga ob sodelovanju 35 držav gradijo v Franciji in ki je eden najbolj ambicioznih projektov na svetu, je v teh dneh dobil enega najpomembnejših sestavnih delov. Gre za gromozansko jekleno ploščo z maso, večjo od 1.200 ton, na kateri bo reaktor stal in ki so jo izdelovali zadnjih deset let. Prvi eksperiment bodo zagnali leta 2025.
Kaj pravzaprav je mednarodni projekt Iter? Gre za gradnjo največjega eksperimentalnega fuzijskega reaktorja, v katerem bi s pomočjo fuzije ustvarili desetkrat več energije, kot jo dovedejo reaktorju. Tako bi prvič do zdaj dokazali, da je mogoče s fuzijo nadzorovano pridobivati velike količine energije. Program naj bi trajal 30 let - deset let bi trajala gradnja in 20 let delovanje -, stal pa bo približno deset milijard evrov, s čimer naj bi bil drugi najdražji znanstveni projekt po Mednarodni vesoljski postaji. Po dolgoletnih posvetovanjih je bilo junija 2005 odločeno, da bo Iter zgrajen v Cadaracheju v Franciji. 21. novembra 2006 se je deset držav članic uradno odločilo, da bodo skupaj financirale ta projekt.
1.200 ton težak podstavek kriostata so spustili skozi streho in ga uspešno vgradili v montažno jamo.
Kriostat so izdelali v Indiji
Inženirjem je uspelo vgraditi prvi in največji kos fuzijskega reaktorja. Jekleni podstavek ima maso več ko 1.200 ton in je eden
Na podstavek bodo postavili takšen kriostat, skupna masa sistema bo 3.850 ton.
najpomembnejših delov reaktorja. Za izdelavo tega 30 metrov visokega in 30 metrov širokega podstavka so potrebovali deset let. Na njem bo postavljen kriostat, komora s termostatom za vzdrževanje nizke temperature, ki omogoča delovanje drugih delov reaktorja.
Izdelavo kriostata so prevzeli Indijci. Veliki tehnološki konglomerat Larsen & Toubro je začel izdelovati nekatere sestavne dele in jih med seboj varil pod skrbnim nadzorom domače agencije. Leta 2015 so delno sestavljen kriostat pripeljali v Francijo, kjer so naslednje leto nadaljevali delo in kriostat v celoti zgradili leta 2019. Ker so v teh dneh uspešno postavili osnovo, bodo nadaljevali gradnjo. Čeprav je kriostat votel, je zaradi dimenzij in jeklene izdelave masa celotnega dela kar 3.850 ton.
"Kot ocenjuje indijska notranja agencija, bodo pri izdelavi morali v delavnici narediti za en kilometer varov pod strogimi standardi za vse podsestavke. Sledilo bo še več sto metrov varov za končno sestavljanje sekcij v tokamaku," so zapisali na uradni strani Iter.
Pri projektu sodelujejo tudi slovenski znanstveniki
Pri projektu Iter sodelujejo tudi različne slovenske raziskovalne skupine, največ jih prihaja z Instituta Jožef Stefan, svoj delež pa so prispevali tudi strojna fakulteta v Ljubljani, Inštitut za kovinske materiale in tehnologije ter podjetje Cosylab. Združeni so pod okriljem Slovenske fuzijske asociacije. Slovenski znanstveniki delujejo pri raziskavi interakcij med plazmo in steno reaktorja, razvijajo nove materiale za obloge sten in procesov v njih, posvečajo se transportnim preračunom in diagnostiki nevtronov, razvoju in študiji hlajenja komponent za reaktor Demo, diagnostiki in modeliranju plazme ter področju modelov in sistemov magnetnega krmiljenja plazme. V zadnjem petletnem programu EUROfusion (2014-2018) so slovenski raziskovalci pridobili približno tri milijone evropskih sredstev.
Na podstavku so že vgrajeni ležaji za kriostat, ki ga bodo vgradili naslednjega.
Tokamak je naprava, ki proizvaja toroidno (v obliki napihnjene zračnice) magnetno polje za omejevanje plazme. Prve eksperimente bodo zagnali leta 2025.
Kaj pravzaprav je fuzija?
26. maja je žerjav počasi dvignil podstavek kriostata in ga na višini 24 metrov prepeljal na 110 metrov dolgo pot do vhoda v montažno halo. Podstavek so nato skozi odprtino v strehi spustili v montažno jamo. Gre za pomemben dosežek pri nadaljevanju gradnje in hkrati za pomemben inženirski dosežek. Preostali deli so že sestavljeni ter čakajo na prevoz in kasnejšo vgradnjo. Pokriti so z večplastnimi plastičnimi prevlekami, ki preprečujejo vdor vode in prašnih delcev.
V reaktorju Iter bo sicer potekala fuzija, ki predstavlja enak vir energije, kot ga najdemo v zvezdah in Soncu. Gre za proces zlivanja lahkih vodikovih izotopov, devterija in tritija, pri katerem se sprošča ogromna količina energije. Zlivanje jeder lahko poteka le pri izjemno visokih temperaturah, pri katerih se jedra atomov in elektroni med seboj ločijo. V reaktorju Iter bo zlivanje potekalo pri 150 milijonih stopinj Celzija, kar je desetkrat več od temperature v jedru Sonca. Takšne temperature so z današnjimi tehnologijami že dosegljive, v veliki meri je rešen tudi problem prostorskega omejevanja plazme. V takšnih ekstremnih pogojih namreč noben znani material ne bi zdržal stika z vročo plazmo. Gorivo v obliki plazme v reaktorju zato namesto posode zadržuje močno magnetno polje.
3