České stopy na reaktoru ITER
V plzeňském vědeckotechnickém parku vzniklo špičkové výzkumné pracoviště, v jehož halách se nachází i HELCZA (High Energy Load Czech Assembly). Zařízení je určeno pro testování komponent termojaderného reaktoru ITER, které budou ve styku s plazmatem, což se týká především panelů první stěny (Primary Wall) tokamaku. Uprostřed tokamaku se nachází plazma vzniklé jadernou fúzí. To disponuje tak velkou tepelnou energií, že se nesmí dotknout stěn reaktoru a uprostřed tokamaku ho udržují magnetické vlny. Teplo generované plazmatem se pak odčerpává pomocí vodních kanálků, které se nachází v první stěně reaktoru.
Na první stěnu jsou tak kladeny velké nároky. Její segmenty je nutné pečlivě otestovat, jestli nemají nějaké defekty. A právě pro takové testování je určeno zařízení HELCZA.
Jak probíhá testování
Segment první stěny, který je třeba otestovat, se vloží do vakuového nádoby. Vakuum o tlaku 10-4 Pa je vytvořeno pomocí kryogenních vývěv, které odsávají vzduch, celá nádoba se vyvakuuje do půl hodiny . V testovaném modulu je potřeba vytvořit stejné napojení na vodu a vyvinout totožné tlaky s těmi, jaké jsou v reaktoru ITER. Elektronové dělo v HELCZA dokáže generovat výkon 800 kW. (Pro srovnání tento výkon ohřeje 1 litr studené vody k varu za cca. 2 s.). Tento výkon se zaměří na plochu o velikosti cca 10 x 10 cm. Panely použité pro první stěnu reaktoru musí být vyrobené z takových materiálů, aby kladly teplu co nejmenší odpor, tedy aby se povrch stěny nezahříval a maximum energie skončilo ve vodě, která za panelem proudí. Při testu lze zkontrolovat, jak moc se materiál zahřívá, jak rovnoměrně, a jestli na něm není nějaký defekt. Cílem je tedy zjistit, jestli jsou panely dobře vyrobené, vydrží tlak, který na ně bude vyvíjen, a mohou být použity ve výstavbě ITERu.
Kdo za HELCZA stojí
Zařízení HELCZA je momentálně jediné testovací zařízení, ve kterém bude možné tepelné testy segmentů první stěny tokamaku ITER provádět. Plocha největšího z testovaných panelů je přibližně 1,6 x 1,0 m². HELCZA se nachází v Plzni na Borských Polích. Výběrové řízení na provádění testů panelů první stěny ITER bylo vypsáno evropskou organizační složkou Fusion for Energy (F4E) a vyhrálo jej Centrum výzkumu Řež. V rámci projektu SUSEN pak byla vybudována příslušná infrastuktura HELCZA. Finálním dodavatelem celého zařízení HELCZA byla firma NUVIA, DEL se podílel dodávkou řídícího systému a diagnostického systému. Dodával elektrovýzbroj, řídící prvky a unikátní kamerové systémy včetně software a vyhodnocení.
Podobné zařízení, ale menší, se aktuálně využívá v Německu. Motorem pro zkonstruování HELCZA byl reaktor ITER. V budoucnu se ale počítá s jejím využitím i na jiných projektech.