Sciencemag.cz
Doporučujeme
Vědci z českého tokamaku COMPASS sondy navrhli speciálně pro měření vlivu extrémních toků částic.
***
V roce 2015 požádal Institute for Magnetic Fusion Research of the French Atomic Energy Commission (IRFM CEA) ve francouzském Cadarache Ústav fyziky plazmatu AV ČR (ÚFP) o výrobu speciálních komponent pro svůj nový projekt WEST, který bude využit pro podporu realizace tokamaku ITER, druhého nejdražšího mezinárodního vědeckého projektu historie. Na konci února 2016 byl do Francie dodán systém 68 Langmuirových sond, jejichž design, vývoj a výrobu kompletně provedl tým tokamaku COMPASS v ÚFP. „Mezi ÚFP a IRFM CEA již řadu let funguje cenná oboustranná spolupráce, která zahrnuje experimenty prováděné již na tokamaku CASTOR a nyní na tokamaku COMPASS,“ zdůraznil ředitel ÚFP RNDr. Radomír Pánek, Ph.D.
Spolupráce ÚFP a IRFM se rozvíjí také v oblasti teorie i numerických simulací pokročilých Langmuirových sond a také extrémních toků energie na komponenty první stěny fúzních reaktorů (rovněž podpora projektu ITER), interakce elektromagnetických vln s okrajovým plazmatem v tokamacích atp. Vývoj a výroba systému Langmuirových sond představují další pokračování této významné spolupráce formou přímé dodávky pro projekt WEST (Tungsten (W) Environment Steady-state Tokamak). Cílem tohoto projektu je modifikovat francouzský tokamak Tore Supra (v provozu od roku 1988) na testovací zařízení pro projekt ITER tak, aby bylo minimalizováno riziko spojené s provozem jeho divertoru. Divertor je zařízení uvnitř tokamaku, jehož úkolem je eliminovat odpadní produkty plazmatu během provozu reaktoru. Divertor tokamaku WEST se skládá z komponent zhotovených z wolframu, které budou vystaveny extrémním tepelným tokům za podmínek podobných těm, které budou panovat za provozu na tokamaku ITER.
Vědci z českého tokamaku COMPASS začali pracovat na tomto projektu přibližně před rokem. Sondy navrhli speciálně pro tzv. spodní divertor za účelem měření vlivu extrémních toků částic a výkonu na tuto komponentu. „IRFM si cení této spolupráce nejen pro vysokou kvalitu dodaných dílů a jejich včasné dodání, ale také proto, že ÚFP poskytlo s předstihem několik prototypů, na nichž bylo možno ověřit technologii jejich výroby a tepelné vlastnosti během výkonových testů na zařízení GLADIS,“ chválí spolupráci s vědci z AV ČR Alain Becoulet, ředitel IRFM CEA. Díky této spolupráci se již brzy na tokamaku WEST uskuteční první experimenty a měření pomocí tohoto systému českých sond, které přispějí k novým unikátním vědeckým výsledkům.
Langmuirova sonda pracuje na principu měření elektrického proudu procházejícího vodičem vloženým do plazmatu v závislosti na rozdílu elektrických potenciálů mezi sondou a okolním plazmatem. Je pojmenována po průkopníkovi fyziky plazmatu Irvingovi Langmuirovi, který ji poprvé úspěšně zkonstruoval a použil roku 1924. Na sondu se aplikuje proměnlivé předpětí a měří se proud, který na ni dopadá. Výsledkem tohoto měření je tzv. voltampérová charakteristika. Jejím zpracováním je možné odvodit základní parametry plazmatu – hustotu a teplotu elektronu.
