ITER

Logo organizace ITER

Účastnické státy ITERu

ITER (původně anglicky International Thermonuclear Experimental Reactor, Mezinárodní termonukleární experimentální reaktor; a latinsky Iter - cesta) je projekt připravovaného tokamaku, který by se měl stát předstupněm ke komerčnímu využití termonukleární fúze v energetice. Kritici však upozorňují, že výzvy, jež musí projekt překonat jsou enormní, takže vůbec není jisté, zda technologie bude fungovat, případně zda bude konkurenceschopná.

Jde o druhý nejdražší mezinárodní vědecký projekt (po Mezinárodní vesmírné stanici) – celkový rozpočet projektu je 18 mld. €, z čehož okolo poloviny uhradí Evropská unie a zbytek ostatní účastnické státy: USA, Rusko, Čína, Japonsko, Jižní Korea a Indie.

Výstavba ve francouzském městě Cadarache začala v roce 2007. Získání prvního plazmatu se předpokládá v listopadu 2025 a spuštění na plný výkon v roce 2035. Objem reaktoru je asi 840 m³. Plánovaný výkon by měl být 500 MW během zážehů pulsů plazmatu trvajících přinejmenším 500 s. Palivem pro tento reaktor by měla být dávka cca 0.5 g směsi deuteria a tritia. Odpadním produktem reakce je helium a proud neutronů, který v lithiové obálce reaktoru vyrobí teplo a štěpením lithia i jednu ze složek paliva, radioaktivní tritium.

Jeho stavba by měla vést k porozumění problematiky jaderné fúze, vyřešení praktických problémů s tímto druhem energetiky a měla by umožnit kolem roku 2050 stavbu prvních elektráren založených na tomto principu.

Reakce uvnitř reaktoru

Deuterium-tritiová fúze

Základním palivem je směs deuteria a tritia - izotopů vodíku. Deuterium je obsaženo ve vodě v poměru 1 atom deuteria na 6500 atomů vodíku. Tritium se sice v přírodě téměř nevyskytuje, ale je možné ho vyrobit z lithia.

Deuterium-tritiová fúze

${}_{1}^{2}{\mbox{H}}+{}_{1}^{3}{\mbox{H}}\rightarrow {}_{2}^{4}{\mbox{He}}(3.4{\mbox{ MeV}})+{}_{0}^{1}{\mbox{n}}(14.1{\mbox{ MeV}})$

Neutron-lithiová fúze

${}_{0}^{1}{\mbox{n}}+{}_{3}^{6}{\mbox{Li}}\rightarrow {}_{1}^{3}{\mbox{H}}(2.75{\mbox{ MeV}})+{}_{2}^{4}{\mbox{He}}(2.05{\mbox{ MeV}})$

Celková bilance

${}_{1}^{2}{\mbox{H}}+{}_{3}^{6}{\mbox{Li}}\rightarrow 2{}_{2}^{4}{\mbox{He}}+22.4{\mbox{ MeV}}$

Výkon

ITER bude používat vodíkový plazmový prstenec zahřátý na 150 milionů °C. Podle návrhu by měl být schopen vyrábět z půlgramové směsi deuteria s tritiem asi 500 MW fúzní energie po dobu až 1 000 sekund (pro porovnání: tokamak JET měl výkon jen 16 MW na necelou sekundu). Tohoto výkonu by měl dosáhnout při příkonu 50 MW (teplo dodané pro ohřev plazmatu), čímž by se stal prvním tokamakem, který z paliva získá více tepla, než sám spotřebuje na ohřev plazmatu. Celkový příkon celého zařízení (například pro chlazení supravodivých cívek a další systémy) je odhadován na 500 MW elektřiny

ITER je experimentální reaktor bez elektrického generátoru, takže nebude dodávat energii do rozvodné sítě. Výkon bude ve formě tepla odváděn dvěma nezávislými okruhy naplněnými vodou do chladicích věží. První fúzní elektrárnou by se tak měl stát až tokamak DEMO, u nějž je začátek výstavby plánován na rok 2024.

Náklady a termíny

Skutečné náklady projektu je obtížné vyčíslit, protože převážná část příspěvků jednotlivých členů je v naturální formě. Z toho důvodu byla pro oceňování příspěvků jednotlivých států vytvořena jednotka IUA, která odpovídá hodnotě 1000 amerických dolarů v lednu 1989. Údaje v eurech se podle různých zdrojů liší, nejrelevantnější je pravděpodobně.

Evropská unie se na úhradě nákladů projektu ITER v době výstavby podílí 45,46 %, z toho 1/5 investuje Francie jako hostitelská země. Podíl každého z ostatních států je 9,09 %. Podíl EU na provozních nákladech v experimentální fázi bude 34 %.

V roce 2001, kdy projekt teprve vznikal, tj. před uzavřením mezinárodní dohody, byly celkové náklady odhadovány na 5,9 mld. €, resp. 3,6 mil. IUA, s rezervou 10 %. První plazma mělo být získáno 8 let po zahájení výstavby.

V roce 2006 byly náklady projektu odhadovány na 5 mld. €. První plazma mělo být získáno v roce 2020 a plný výkon v roce 2023.

V roce 2010 odhad nákladů vyrostl na 14 mld. € a v roce 2011 na 16 mld. €.

Na začátku roku 2011 ředitel financí a rozpočtu ujišťoval, že náklady budou udrženy v rámci schváleného stropu 4,7 mil. IUA, tj. 7,3 mld. €₂₀₁₀.

V roce 2016 byly náklady odhadovány v rozmezí 18 až 22 mld. €, přičemž se nepočítalo se získáním prvního plazmatu před rokem 2025 a plného výkonu před rokem 2035. Provozní náklady sdružení ITER (včetně agentur jednotlivých participujících zemí) jsou zhruba 200 mil. € ročně.

V polovině roku 2017 byly náklady do Prvního plazmatu jen ze strany EU odhadovány na 10,4 mld. € v cenách roku 2008, resp. 13,2 mld. v aktuálních cenách, do plného provozu pak dalších 3,2 resp. 4,9 mld. €. Z toho ovšem plyne, že celkové náklady projektu ITER do plného provozu mohou narůst na 30 mld. € v cenách roku 2008, resp. 40 mld. € v aktuálních cenách.

Podle oficiálních stránek projektu bylo v prosinci 2017 dokončeno 50 % stavebních prací na cestě k Prvnímu plazmatu.

Participující země

Belgie Belgie Bulharsko Bulharsko Česko Česko Čína Čína Dánsko Dánsko Estonsko Estonsko Finsko Finsko Francie Francie Chorvatsko Chorvatsko Indie Indie Irsko Irsko Itálie Itálie

Japonsko Japonsko Jižní Korea Jižní Korea Kypr Kypr Litva Litva Lotyšsko Lotyšsko Lucembursko Lucembursko Maďarsko Maďarsko Malta Malta Německo Německo Nizozemsko Nizozemsko Polsko Polsko Portugalsko Portugalsko

Rakousko Rakousko Rumunsko Rumunsko Rusko Rusko Řecko Řecko Slovensko Slovensko Slovinsko Slovinsko Spojené království Spojené království Spojené státy americké Spojené státy americké Španělsko Španělsko Švédsko Švédsko Švýcarsko Švýcarsko

Odkazy

Reference

V tomto článku byly použity překlady textů z článků ITER na anglické Wikipedii a ITER na slovenské Wikipedii.

Související články

• Tokamak

Externí odkazy

• Obrázky, zvuky či videa k tématu ITER na Wikimedia Commons
• Domácí stránka projektu ITER

Autoritní data	NKC: kn20130807003 BNF: cb160882991 (data) CiNii: DA05938883 GND: 7578652-7 LCCN: nb2009014443 SUDOC: 135710731 VIAF: 157367687 WorldCat Identities: lccn-nb2009014443