Termonukleární fúze Edita Bromová

Co to je?

Z čeho je Slunce? Z vodíku

Proč Slunce svítí a hřeje? Slučování vodíkových atomů = Termonukleární fúze

Co je fúze Slučování jader atomů

Slunce jako elektrárna

Podmínky pro fúzi Jádra se musí přiblížit na vzdálenost 10-14 metru Musí překonat odpudivé síly

Vysoká teplota Atomy překonají odpudivé síly a mohou se sloučit 150 000 000 °C

Plazma Jak vypadá velmi horká hmota Plně ionizovaný plyn Směs elektronů a iontů Čtvrté skupenství hmoty Nabité částice vytváří při pohybu magnetické pole, které ovlivňuje pohyb jiných nabitých částic Velmi složité chování

Plazma

Plazma Výskyt ve Vesmíru 99% hmoty Vesmíru Na Zemi vzácné Oheň Blesky Polární záře Slunce

Plazma Oheň

Plazma Blesky

Plazma Polární záře

Plazma Slunce

Jak udržet plazma na Zemi?

Magnetické udržení Nabité částice sledují siločáry magnetického pole Magnetická nádoba

Magnetické udržení Částice nerady vstupují do oblasti silnějšího magnetického pole

Magnetické udržení Lineární zrcadlo V silnějším magnetickém poli se dopředný pohyb částice zpomaluje Částice se odrazí Nelze udržet všechny částice

Magnetické udržení Torus Uzavřeme siločáry do kruhu a částice neuniknou!

Magnetické udržení Torus Uzavřeme siločáry do kruhu a částice neuniknou! Toroidální drift Poloidal Toroidal

Magnetické udržení Střižné pole Zkroutíme magnetické siločáry jako ručník

Magnetické udržení Jak vyrobit střižné pole Tokamak – kombinace cívek toroidálního pole a magnetického pole proudu tekoucího plazmatem Stelarátor – pouze speciálně tvarované cívky

Stelarátor Speciálně tvarované cívky drží sloupec plazmatu

Stelarátor Cívky

Stelarátor Komora

Tokamak Toroidalnaja Kamera i Magnitnyje Katuški Proud se budí jako sekundární vinutí transformátoru (pulsní zařízení)

Jak funguje transformátor

Tokamak

Komora tokamaku

Tvorba plazmatu Evakuujeme komoru Napustíme pracovní plyn (vodík) Přidáme trochu iontů Vybudíme proud v plazmatu Ionty se urychlují, sráží s částicemi a ionizují je Plyn klade odpor (jako každý vodič) a zahřívá se Jouleovým teplem

Plazma v tokamaku

Plazma v tokamaku

Golem

Fúzní elektrárna

Doplňování paliva Vstřelování zmraženého vodíku

ITER Další krok ve výzkumu fúze International Thermonuclear Experimental Reactor Rozpočet 12,8 miliard EUR Stavba zahájena 2010 První plazma 2019 Fúze uvolní více energie, než bude třeba na zapálení reakce

ITER

DEMO První fúzní elektrárna 2040 Japonsko

Co můžete pro fúzi udělat vy Staň se vědcem a odborníkem! Fyzika a technika termojaderné fúze (FTTF) - studium fúze na fjfi ČVUT Teorie, experiment, technika Uplatnění na výzkumných pracovištích v ČR i zahraničí

Golem Nejstarší funkční tokamak na světě Jediný dálkově ovládaný R = 40 cm a = 10 cm I = 8 kA t = 15 ms Te = 80 eV

Děkuji za pozornost