Největší neutronový zdroj pomáhá největšímu tokamaku

Spallation Neutron Source (SLS) je největší pulzní neutronový zdroj na světě a funguje v Oak Ridge National Laboratory (ORNL). V témže místě sídlí Projektová kancelář ITER Spojených států (U.S. ITER Project Office - USIPO). Další propojení dvou lídrů v oboru – SNS a ITER – nabízí Norbert Holtkamp, který fungoval jako šéfkonstruktér SLS a později ve stejné funkci pracoval jako první náměstek generálního ředitele na zařízení ITER. USIPO a Japanese Atomic Energy Agency (JAEA) jsou odpovědné za výrobu centrálního solenoidu (CS) ITER – primárního vinutí vzduchového transformátoru budícího elektrický proud v prstencovém plazmatu ITER. Vinutí je pochopitelně vyrobeno ze supravodivého materiálu, kterému se ale nečekaně při zkouškách v roce 2010 snížila kapacita mezního elektrického proudu relativně hluboko pod hranici hodnot naměřených na modelu CS. Magnetickému poli 13 tesel odpovídající Lorenzova elektromagnetická síla působící na supravodič spolu s cyklickými změnami elektrického proudu dosahujícího několika desítek kiloampérů degradují supravodivý materiál, který ztrácí proponované supravodivé vlastnosti. Nesnáze mohou ohrozit časový program i náklady plánované na CS. Vedle Lorenzovy síly padá podezření na výrobní postup a citlivost vodičů na zatížení. Vzorek supravodivého kabele – směsi měděných a supravodivých vláken Nb3Sn uzavřených ocelovým pláštěm – dlouhý několik centimetrů (1 m za 3000 dolarů) o průměru 4 cm byl proměřen neutronovým difraktometrem VULCAN pracujícím na zařízení SLS a vědci věří, že se jim podaří odhalit příčinu potíží supravodičů a následně je i odstranit. Neutrony bez elektrického náboje snadno pronikají materiálem, aniž by ho poškodily. VULCAN je pak ideálním nástrojem, neboť prozařuje relativně velké kusy materiálu spíše než malé laboratorní vzorky. Neutronová difrakce je dobře známá technika mapující namáhání materiálu. Zobrazení neutronovou difrakcí pomocí zařízení VULCAN by mělo podrobně mapovat jak kritický elektrický proud v supravodiči reaguje na deformaci Lorenzovou silou. Vyhodnocení difrakčních měření supravodičů VULCANEM provede Japonská agentura pro atomovou energii (JAEA). Podle vedoucího ředitelství Neutronových věd ORNL Iana Andersona: „Výsledky našich měření bezprostředně ovlivní technologii supravodičů v mezinárodním měřítku!“ Ing. Milan Řípa