Čína otestovala největší fúzní magnet na světě. 582 tun přibližuje „umělé slunce“ k elektřině

Jde o důležitou součást připravovaného reaktoru BEST — zkratky pro Burning Plasma Experimental Superconducting Tokamak. Čína jej označuje za další krok svého programu „umělého slunce“ a chce na něm přiblížit jadernou fúzi praktické výrobě elektřiny, podle současných plánů kolem roku 2030 .

Obří magnet v číslech

Hlavní prvek tvoří supravodivá toroidální cívka ve tvaru písmene D. Jejím úkolem bude vytvářet magnetickou „klec“, která udrží extrémně horké plazma mimo stěny reaktoru.

• Hmotnost: 582 tun
• Rozměry: 21 metrů na délku, 12 metrů na šířku a 3,3 metru na výšku
• Stabilní proud při zkouškách: 60 kiloampérů
• Uložená energie: 6,03 megajoulu na cívku
• Síla magnetického pole: přibližně 6,5 tesly — zhruba dvakrát až čtyřikrát více než u nemocniční magnetické rezonance
• Navržená životnost: přibližně 40 000 plazmatických pulzů

Magnet je určen k udržení plazmatu zahřátého na více než 100 milionů °C. To je přibližně šestkrát vyšší teplota než v jádru Slunce . Pro dokončení toroidálního magnetického pole reaktoru BEST má být nakonec sestaveno 16 takových cívek .

V čem se liší od ITER

Čínská cívka překonává obdobné magnety mezinárodního termonukleárního experimentálního reaktoru ITER ve dvou sledovaných parametrech:

• její objem je přibližně 1,3krát větší ;
• ukládá zhruba třikrát více energie .

To ale neznamená, že je celý čínský reaktor větší než ITER. ITER zůstává celkově výrazně rozměrnějším zařízením: jeho hlavní poloměr činí přibližně 6,2 metru, zatímco u BEST jde o 3,6 metru .

BEST proto není přímou náhradou za ITER. Má fungovat jako mezistupeň mezi čínským tokamakem EAST a mnohem větším plánovaným reaktorem China Fusion Engineering Test Reactor, známým jako CFETR. Po dokončení má být BEST největším provozovaným tokamakem na směs deuteria a tritia před uvedením ITER do provozu .

Druhá klíčová součást: „zapalovač“ plazmatu

Spolu s toroidální cívkou prošel závěrečnými zkouškami také model centrálního solenoidu v rámci programu CRAFT . CRAFT, tedy Comprehensive Research Facility for Fusion Technology, je čínské výzkumné centrum v Hefei zaměřené na vývoj a testování technologií pro budoucí fúzní reaktory.

Centrální solenoid má v tokamaku podobnou roli jako „zapalovač“. Pomáhá indukovat a udržovat elektrický proud v plazmatu, a je proto zásadní pro spuštění i stabilní provoz fúzního zařízení . Výzkumníci z Institutu fyziky plazmatu uvedli, že jeho výkon přímo ovlivňuje, zda lze fúzní zařízení spustit a udržet v chodu .

Šest let vývoje bez zahraničních technologií

Obě magnetické soustavy vznikaly přibližně šest let v rámci projektu CRAFT . Čínští vývojáři podle dostupných údajů použili vlastní supravodivé materiály, konstrukční řešení i výrobní postupy. Všechny klíčové technologie projektu tak měly dosáhnout úplné domácí výroby .

CRAFT byl vybudován právě proto, aby bylo možné vyvíjet a zkoušet komponenty v plné velikosti ještě před jejich instalací do reaktoru BEST . Úspěšné testy proto nejsou jen rekordem v rozměrech magnetu, ale také ověřením výrobních a konstrukčních schopností potřebných pro další fázi čínského fúzního programu.

Kdy chce Čína vyrábět elektřinu z fúze

Čínský plán má několik navazujících milníků:

• Stavba reaktoru BEST: zahájena 30. června 2023, dokončení je plánováno do konce roku 2027 .
• První plazma: očekává se koncem roku 2027 .
• První elektřina z fúze: Čína chce kolem roku 2030 předvést výrobu elektřiny z jaderné fúze, někdy popisovanou jako rozsvícení „první fúzní lampy“ .
• Další etapa: větší zařízení CFETR, označované také jako CFEDR, má být podle plánů uvedeno do provozu přibližně kolem roku 2030. Komerční fúzní elektrárny připojené k síti jsou cílem až v pozdějších desetiletích .

Podle časopisu The Economist staví tento harmonogram Čínu přibližně o deset let před ostatní země usilující o využití fúzní energie . Samotný rekordní magnet ale ještě elektřinu nevyrábí: představuje především náročný stavební a technologický krok k zařízení, které má poprvé spojit dlouhodobě udržované plazma s praktickým energetickým experimentem.