Rok 2025 byl pro ITER (Mezinárodní experimentální termonukleární reaktor) náročný. Tento experimentální termonukleární reaktor staví v Cadarache ve Francii mezinárodní konsorcium pod vedením Evropské unie. Ačkoli byl projekt navržen již v roce 2006 a oficiálně spuštěn v roce 2007, montáž této gigantické stroje začala až v polovině roku 2020.
Problémy při montáži ITER zpozdily demonstraci životaschopnosti energie termonukleární syntézy.
Původní harmonogram navržený organizací EUROfusion, která je odpovědná za prosazování a podporu vědeckého výzkumu nezbytného pro dokončení evropského programu termonukleární syntézy, předpokládal dokončení montáže tohoto zařízení v roce 2025. V tomtéž roce však bylo dosaženo dalšího důležitého úspěchu: zahájení prvních plazmových testů. O tři roky později, v roce 2028, zahájí inženýři ITER testy s vodíkem a héliem s nízkým výkonem a v roce 2032 provedou první experimenty s těmito dvěma plyny s vysokým výkonem.
Nakonec by ITER v roce 2035 mohl provést vysoce energetické testy s deuteriem a tritiem. A v roce 2040 měl tento experimentální reaktor prokázat energetickou životaschopnost termonukleární syntézy. K tomu však nakonec nedošlo. V roce 2022 francouzský úřad pro jadernou bezpečnost (ASN) odhalil několik čistě technických porušení ve vakuové komoře, což vedlo organizaci ITER k přijetí příslušných opatření: vytvoření pracovní skupiny pro posouzení dalších požadavků ASN a pokračování v montáži tokamaku.
Technické problémy ITER jsou bezprecedentní
Montáž tak složitého zařízení, jakým je ITER, není snadný úkol. Vakuová komora váží 8000 tun, je vyrobena z nerezové oceli a boru a musí být hermeticky uzavřená. Montáž vyžadovala od inženýrů dodržování extrémně přísných lokálních tolerancí – 0,1 %. Kromě toho má komora složitý tvar a je vyrobena z plechu o tloušťce až 60 mm. K vyřešení problému montáže museli odborníci použít pokročilé technologie, jako je elektronové svařování, nebo vytvořit modely umělé inteligence speciálně určené k detekci defektů svarů komory.
Pandemie COVID-19, která propukla s obrovskou silou v letech 2020 a 2021, a technické potíže způsobené zcela novou povahou mnoha komponentů nezbytných pro úspěšné dokončení projektu ITER vedly k zpoždění hlavních fází projektu . Aktuální aktualizovaný plán však obsahuje několik důležitých dat, která nás zajímají.
První experimenty na reaktoru se uskuteční v roce 2034; magnetický systém odpovědný za udržení plazmy bude testován na maximální výkon v roce 2036; a konečně v roce 2039 bude ITER schopen provádět vysoce energetické testy s deuterem a tritiem. Tato poslední fáze byla původně plánována na rok 2035.
Výkonný kryogenní systém ITER: chlazení na -269 °C pro supravodivé magnety
V každém případě montáž ITER v loňském roce postupovala rychlým tempem. Na obálce tohoto článku jsou zobrazeny dvě masivní sekce vakuové komory, i když podle mého názoru byla jedna z nejdůležitějších fází projektu v tomto roce dokončena v květnu. Supravodivé magnety umístěné vně vakuové komory tohoto termonukleárního reaktoru jsou zodpovědné za vytváření magnetického pole potřebného k udržení plazmy uvnitř. Také ji řídí a stabilizují.
Tyto magnety váží 10 000 tun a jsou vyrobeny ze slitiny niobu a cínu (nebo niobu a titanu), která získává supravodivost při ochlazení superkritickým heliem na teplotu -269 °C. Tento požadavek ospravedlňuje nutnost výkonného chladicího systému, podobného tomu, který byl vyvinut v Evropě pro ITER. Na stavbě tohoto experimentálního termonukleárního reaktoru se podílejí také USA, Rusko, Čína, Indie, Jižní Korea, Japonsko a Velká Británie. Kryogenní zařízení však bylo řízeno organizací Evropské unie Fusion for Energy (F4E), která koordinuje příspěvek Evropy k vývoji ITER, francouzskou společností Air Liquide a technickými specialisty pracujícími na zařízení ITER.
Tato extrémně chladná zařízení budou dodávat kapalný helium o teplotě 4,5 kelvina (-269 °C) do supravodivých magnetů a kryogenních čerpadel, jakož i plynné helium o teplotě 80 kelvinů (-193 °C) do tepelných štítů. Kryopumpy jsou zařízení s extrémně vysokým vakuem, která odstraňují plyny z vakuové komory. K tomu musí pracovat při extrémně nízkých teplotách . Tepelné štíty zase chrání některé kriticky důležité prvky reaktoru, jako jsou supravodivé magnety, před teplem vyzařovaným plazmou ve vakuové komoře.
Kryogenní zařízení ITER má plochu srovnatelnou s fotbalovým hřištěm (něco přes 7100 m²) a zahrnuje několik 26 metrů vysokých zásobníků. Tyto údaje nám pomáhají odhadnout rozsah tohoto kriticky důležitého objektu. Jak jsme právě viděli, bez něj by termonukleární syntéza byla naprosto nemožná. Prohlášení Grigorije Kuzmenka, ředitele F4E, nám umožňuje nahlížet na budoucnost ITER s oprávněným optimismem: „Vstoupili jsme do nejzajímavější fáze projektu, kdy všechny úsilí předchozích let konečně přináší ovoce a my můžeme těžit z důvěryhodné spolupráce všech stran.“
