PDF Elektřina přímo z tepla
Komentáře
Transkript
PDF Elektřina přímo z tepla
WWW.TRETIPOL.CZ TŘÍPÓL | Červen 2010 Třetí elektronický ročník | Časopis pro studenty | Zdarma MAGAZÍN PLNÝ POZITIVNÍ ENERGIE VÝZKUMY PŘENOSNÁ ČERNÁ DÍRA ELEKŘINA Z TEPLA ELEKTŘINA Z POUŠTĚ POMERANČOVÝ OHŇOSTROJ TÉMA ČÍSLA třípól | www.tretipol.cz OBSAH 2Tajemství CO2 – film ve vaší škole Každý výzkumníkem 3Robotomie 3Přenosná černá díra 4Život se sopkou 6Sláma pod kotel, ale i do nádrže auta 8Elektřina z pouště 9Tichý a spolehlivý 10Elektřina přímo z tepla 12Sluneční družice SDO najíždí na plný výkon 14Oosterschelde 16Logaritmické pravítko neboli logáro 18ITER jako živý 19Island, Island, Island… 20Pomerančový ohňostroj Robot žere slimáky! Tajemství CO 2 film ve vaší škole Je CO2 přítel nebo nepřítel? Umíte si vyrobit Každý výzkumníkem Zkoumání světa kolem nás je lidskou přirozenos‑ A druhým jsou archivní zápisy z našeho zámku. tí, provází nás od narození a ani nemusíme být V předminulém století tam co dva roky najdeme zá‑ profesionálními vědci. Já teď například zkoumám pis: „Řeka se rozvodnila a zaplavila obec. Vrchnost klimatické změny. Říkáte si, že to je móda věnovala peníze postiženým občanům, aby si mohli posledních let? Není, jen se o tom teď víc píše postavit nové domy." Po několika stejných zápisech a mluví. Ke svému výzkumu používám dva nástro‑ tam pak jednoho roku najdeme změnu: „Řeka se je: mozek, resp. vzpomínky: jaké byly zimy, když rozvodnila a zaplavila obec. Vrchnost odmítla dát jsem byla malá? Jak často pršelo v květnu? Jak se peníze těm, kteří si chtěli postavit dům na stejném střídala období (vždy několikaletá), kdy bylo víc místě a věnovala je jen těm, kteří slíbili, že si nový teplo nebo víc zima po většinu roku? Kolik jsem dům postaví na kopci." Vyzkoumáno. zažila povodní? Marie Dufková SOUTĚŽ Výherce soutěžní otázky z posledního 3pólu! CO2 doma v kuchyni? Víte, které plyny způsobují A nová otázka? Je Slunce na obloze tam, kde ho vidíme? skleníkový efekt? Co bude po zapálení explodo‑ Gratulujeme vítězi, panu Aleši Jílkovi z Brna, vat bouřlivěji – balonek naplněný vodíkem nebo který jako první správně zodpověděl otázku z po‑ Své odpovědi formulujte jako odborné zdůvodně‑ kyslíkem? Myslíte, že je možné snížit výskyt sledního vydání 3pólu, a to proč voda hasí oheň. ní, nikoli jako odpověď typu ano‑ne. Na nejrych‑ lejšího odesilatele správné odpovědi čeká dárek uhlíku na Zemi? Na cestu za tajemstvím CO2 vás zve Michael Správná odpověď zní: Vzniklá vodní pára se od Skupiny ČEZ! Londesborough, známý popularizátor vědy rozpíná a vytlačuje z prostoru hoření vzduch, Odpovědi posílejte na: [email protected] a techniky. Film dlouhý 35 minut se hodí nejen bez kyslíku pak hoření ustává. Voda navíc sni‑ do hodin chemie, ale i angličtiny, výchovy k ob‑ žuje teplotu. Pan Aleš přidal ještě vlastní postřeh čanství a do projektového vyučování. ze svého pracoviště: „Hasicí zařízení na našem Film vznikl ve spolupráci British Council a Ob‑ sále se servery je založeno na mlze z deminerali‑ čanského sdružení ADETO za sponzorské podpory zované vody, která by v případě požáru byla hnána ČEZ, programu MŽP Zelená úsporám a dalších přímo na postižený server. Zajímavé a čisté řešení, partnerů. Do škol jej na přelomu března a dubna které nezaneřádí okolní elektroniku.“ 2010 začal zdarma zasílat British Council. Gratulujeme a posíláme dárek. Bližší informace: [email protected] TŘÍPÓL | 2/2010, třetí elektronický ročník | časopis pro studenty | zdarma | součást vzdělávacího programu Svět energie | pro ČEZ, a. s., vydává: Cinemax, s. r. o. | redakční rada: Tomáš Gráf, Šárka Beránková, Jan Obdržálek, Lukáš Rytíř, Jan Píšala, Edita Bromová šéfredaktor: Michael Pompe | odpovědná redaktorka: Ing. Marie Dufková | grafická úprava a sazba: CINEMAX, s. r. o. redakce, administrace a inzerce: CINEMAX, s. r. o., Elišky Přemyslovny 433, Praha 5 tel.: 257 327 239, fax: 257 327 239 e‑mail: [email protected] | web: www.tretipol.cz | kopírování a šíření pro účely vzdělávání dovoleno | za správnost příspěvků ručí autoři 2 Březen 2010 Robotomie Chcete vědět, kolik IBM superser‑ verů potřebujete k simulaci krysího mozku? Zajímá vás, nakolik je etické vypnout virtuální holku, když se zrovna šťastně zamilovala? Myslíte si, že by umělá učitelka dokázala zjednat pozornost u vás ve třídě? Rádi byste si naprogramovali robota převážejícího nebezpečný odpad a provedli simulaci, jak rychle se šíří nakažlivý virus? jímavých informací o učících se robotech a umělých lidech, o ekologii a chemických zbraních nebo třeba o nakládání s oxidem uhličitým. Dále si zde můžete stáhnout nejrůznější počítačové modely v simulá‑ toru NetLogo, na kterých se dá zkoumat globální oteplování, ovce požírající trávu a vlci požírající ovce, šíření chorob v populaci nebo třeba eroze půdy a mnoho dalších věcí. Nechybí ani nabídka ro‑ botů. Robotická laboratoř Akademie věd ČR připraví organizovaným skupinám z pražských středních škol dozvědí řadu zajímavých informací o robotech, ale společný projekt MFF UK, Akademie věd a ne‑ budou si je moci i sami naprogramovat. vládní organizace Generation Europe. Projekt je financován z prostředků Evropského sociálního 3(autor 3 Helena Dufková, [email protected]) půldenní program, ve kterém se studenti nejenom Toto a ještě mnohem víc vám nabízí Robotomie, Neváhejte a napište na [email protected] a objednejte si robotomii ještě dnes! fondu a rozpočtu hl. m. Prahy v rámci Operační‑ Edita Bromová ho programu Praha – Adaptabilita a jeho cílem je přenášet aktuální poznatky české a světové vědy do studentských mozků co nejkratší cestou. Nabízí přednášky pravých a nefalšovaných vědců, od kterých se studenti mohou dozvědět mnoho za‑ ,WWW www.robotomie.cz www.robotomie.cz/?q=trenink Přenosná černá díra Čínští vědci Qiang Chen a Tie Jun Cui z Jihovýchodní univerzity v Nanjingu vytvořili černou díru, která beze zbyt‑ ku pohlcuje světlo a přitom se vejde do kapsy. Vesmírní obři Kosmické černé díry jsou tělesa o hmotnosti až Kapesní černá díra je tvořena malými „rezonátory“ uspořádanými do 60 soustředných kruhů. Prvky působí na procházející paprsky a zakřivují je směrem do středu kotoučku, k vlastní „černé díře“. Ta je tvo‑ řena 20 kruhy jiných typů rezonátorů, které přemění elektromagnetické záření na teplo, takže paprsek, který dopadl na černou díru, už nikdy nevyjde ven. milionů Sluncí, která svou ohromnou gravitací Černé díry do každé rodiny! zakřivují časoprostor kolem sebe. Vše, co se k nim Zařízení zatím funguje pouze pro mikrovlny, ale vědci neopatrně přiblíží, je odsouzeno do černé díry doufají, že již brzy vytvoří malou černou díru pohl‑ spadnout. Dokonce ani světlo není dostatečně cující i viditelné světlo. To je podstatně náročnější, rychlé, aby dokázalo z gravitační pasti uniknout protože viditelné světlo má kratší vlnovou délku a je beze zbytku pohlceno. a komponenty metamateriálu tedy budou muset být Metamateriály úměrně menší. V případě úspěchu by se ale mohlo jednat o zajímavý způsob, jak těžit ze slunečního Umělá černá díra ze všech těchto vlastností napo‑ záření energii. Kapesní černé díry by fungovaly jako dobuje pouze pohlcování světla. Jedná se o kotou‑ čočky, které by světlo koncentrovaly a rovnou měnily ček o průměru pouhých 22 cm, takže ji lze opravdu na teplo, případně by ho soustředily na solární nosit v kapse, a její gravitace není větší než gravi‑ článek. Pro tepelné solární elektrárny je zatím třeba tace vaší peněženky. Zvláštní vlastnosti přenosné budovat obří parabolická zrcadla, která záření koncen‑ černé díry způsobují tzv. metamateriály, ze kterých trují. Plocha pokrytá černými děrami by je dokázala je vyrobena. Jedná se o drobné prvky uspořádané efektivně nahradit. Zařízení by se mohlo uplatnit do určitého vzoru, které svým společným vlivem i v místech, kde je intenzita slunečního svitu slabá. na elektromagnetickou vlnu způsobují, že světelný 3Jak 3 padá světlo do umělé černé díry Edita Bromová paprsek cestuje metamateriálem po zvláštní dráze. Metamateriály mohou tvořit „neviditelný plášť“, ,WWW protože světlo objekt v tomto plášti zabalený obe‑ www.newscientist.com/article/dn17980‑first‑ jde, nebo naopak velmi tenkou čočku, která bude black‑hole‑for‑light‑created‑on‑earth.html soustřeďovat paprsky do jednoho bodu. 3Umělá 3 černá díra fungující pro mikrovlnné záření 3 třípól | www.tretipol.cz Život se sopkou 3 Foto: Lucas Jackson / Eyjafjallajökull v noci Mezi islandské vulkány patří Eyjafjallajökull, Hvannadalshnúkur, Grímsvötn, Katla a Snaefelsjökull… Ve světě se pro ně užívá označení sopka, sopka, sopka, Katla a sopka. Přestože její jméno dokáže málokdo správně vyslovit, stala se Eyjafjallajökull jednoznačně nejznámějším vulkánem roku 2010. Přitom neudělala nic jiného, než akci pro všechny sopky charakteristickou. Vybuchla. Jak vypadá Eyjafjallajökull vyletěl až do výšky 11 kilometrů. S proměnlivou prostředí mění na tekuté sklo, které povléká kom‑ Stratovulkán Eyjafjallajökull leží pod stejnojmen‑ intenzitou pokračují erupce sopky i nadále. ponenty motoru a může je poškodit. Tvrdý popel ným ledovcem na jihu Islandu. Má nadmořskou výš‑ Co je zač sopečný popel Již od poslední doby ledové je poměrně aktivní, Zatímco láva a záplavy z tajícího ledovce působí její erupce mají většinou explozivní charakter a na‑ problémy jen Islanďanům, popel obtěžuje polovinu Sopečný popel je nerozpustný ve vodě a po na‑ posledy si pořádně zasoptila v letech 1821‑1823. zeměkoule. Veškerý materiál, který vyvrhuje sopka močení vytváří jemné bahno, které se po zaschnutí částečky se dostanou přes běžné filtry do letadla a ohrožují ventilaci i elektronické systémy. do vzduchu, se obecně nazývá tefra. Jedná se o ob‑ mění v hmotu podobnou betonu. Střetnutí s vlhkým zlomu. Díky tomu je jedním z nejaktivnějších jekty nejrůznější velikosti – od kusů magmatu zva‑ popelem je tedy pro letadlo velmi riskantní. sopečných míst na Zemi – hostí kolem 30 činných ných sopečné pumy až po stále jemnější a jemnější sopek. Po celé Zemi dochází každoročně k několika popel. Vybuchne‑li sopka pod ledovcem, dochází Do sopečného popela nelétejte sopečným výbuchům, ale většinou nepředstavují k prudkému ochlazení malých kousků lávy a vzniká Roku 1982 vlétl Boeing 747 do mraku sopečného žádné globálnější ohrožení. Ovšem když se letos velké množství drobounkých a velmi ostrohranných popela vyvrženého indonéskou sopkou Galunggung probudila k životu Eyjafjallajökull, zasáhla do živo‑ skleněných částeček. Průměr částic vyvrhova‑ a následně mu zhasly všechny čtyři motory. Letadlo ta obyvatel mnoha států, a to nejen v Evropě. ných Eyjafjallajökull se pohybuje v desítkách až se z výšky 11 kilometrů začalo snášet k mořské stovkách μm. Dále se do vzduchu dostává velké hladině. Naštěstí v necelých 4 kilometrech proud množství sloučenin fluoru (fluorovodík, fluorid vzduchu vymetl část popela z motorů a ty znovu V prosinci 2009 zaznamenali seismologové sérii křemičitý – v květnu bylo v přepočtu 850 mg fluoru naskočily, takže Boeing mohl nakonec bezpečně drobných zemětřesení v okolí sopky a v hloubce v 1 kg vzduchu) a oxidů síry. Když se popel dostane nouzově přistát. Od počátku 80. let bylo zazname‑ pod vulkánem, která měla většinou intenzitu 1. až do troposféry, částečky tam vydrží maximálně ně‑ náno asi sto podobných incidentů, přičemž jen díky 2. stupně Richterovy škály. Otřesy neustávaly a byly kolik dní, pak je déšť vymyje. Ve stratosféře vydrží velké náhodě nikdy nedošlo ke ztrátám na životech. stále četnější a silnější. Od 3. do 5. března 2010 pár měsíců a během té doby je mohou větry roznést naměřili přes 3000 drobných otřesů. V únoru 2010 po celé Zemi. Ostrov Island se nachází na konci atlantického Výbuch v roce 2010 se navíc začala zdvihat zemská kůra, což byl jasný Popel vyvrhovaný Eyjafjallajökull je pro letadla obzvláště nebezpečný. Jakmile se dostal nad Evropu, byl uzavřen letový prostor a byly zrušeny důkaz, že se nahoru tlačí magma a sopka se chystá Hrozba pro živočichy i letadla vybuchnout. Eyjafjallajökull tak učinila 20. března. Sopečný popel může představovat hned několik K fontánovitému výronu lávy došlo 8 km od hlav‑ způsobů ohrožení. Vysoká koncentrace fluoridů ního kráteru v oblasti, kde se nenachází ledovec. vede k fluoridové otravě (fluoróze), kterou mohou Sopečná ekonomická krize Erupce byla slabší, než geologové očekávali a po ní trpět lidé i zvířata. Projevuje se hlavně deforma‑ Drobné částečky popela mohou citlivým lidem se sopka částečně zklidnila, aby pak 14. dubna cemi kostry. způsobit dýchací obtíže a popel v atmosféře vytváří vybuchla v hlavním kráteru s dvacetkrát větší 4 může dále poškrábat trup i okna kokpitu, jemné ku 1666 metrů a kráter o průměru 3 až 4 kilometry. Popel a aerosoly kyseliny sírové v atmosféře před‑ tisíce letů. Bylo to vůbec poprvé, co byla takovým způsobem letecká doprava omezena. hezké západy Slunce. To však není jediný způsob, silou. Erupce roztavila část ledovce, který zakrývá stavují vážné nebezpečí pro letadla. Popel se skládá jakým sopka ovlivňuje naše životy. Uzavření letec‑ kráter, a způsobila prudké záplavy, pro které mají hlavně z křemičitanů, které tají při asi 1100 stup‑ kého prostoru způsobilo vážné ekonomické problé‑ Islanďané označení jökulhlaup. Kromě toho vyvrhla ních, ovšem v leteckém motoru je při normálním my. Pro Českou republiku se ztráty jen za duben do vzduchu značné množství popela, jehož oblak tahu teplota cca 1400 stupňů. Popel se v takovém vyšplhaly na 700 milionů Kč, přičemž tratili hlavně Červen 2010 3 Foto: Olivier Vandeginste 3 Foto: Olivier Vandeginste Rejkjavík Eyjafjallajőkull hoteliéři, letecké společnosti a cestovní kanceláře. Výbuch Eyjafjallajökull je zatím malý a měřitelný Po celém světě se denní ztráty leteckých společ‑ vliv na počasí by mít neměl. Naposledy ovšem sop‑ ností odhadují na 250 milionů USD. Kromě lidí se ka soptila tři roky, takže charakter výbuchů se může zpožďují i dodávky materiálu, byla zničena i řada změnit a vývoj situace zatím nikdo neumí předvídat zásilek zboží podléhajícího rychlé zkáze a to způ‑ ani na den dopředu. sobilo ztráty obchodníkům po celém světě. Pokud by uzavření letového prostoru nad Evropou trvalo Katla déle, mělo by velmi nepříznivý dopad na ekonomiku Dvacet pět kilometrů od Eyjafjallajökull se pod a prohloubilo by již existující hospodářskou krizi. ledovcovým příkrovem nachází podstatně větší Je zde navíc nenulové riziko, že by se k životu vulkán Katla. Vyznačuje se velkým magmatic‑ mohla probudit podstatně větší sopka Katla. Taková kým krbem a kráterem o průměru 10 kilometrů. erupce by již mohla mít vliv na klima a následně K její erupci dochází běžně vždy za 40 až 80 let, na zemědělství a tím na hospodářský růst celé Evro‑ přičemž naposledy soptila v roce 1918. Od roku py. Jediným, kdo by na celé situaci pravděpodobně 1999 jeví Katla jisté známky neklidu a od erupce vydělal, by zřejmě byli prodejci pohonných hmot Eyjafjallajökull je pod bedlivým dohledem, i když a majitelé jiné než letecké dopravy. zatím nic nenasvědčuje tomu, že by se chystala Bude Eyjafjallajökull platit emisní povolenky? 3 Foto: Marco Fulle k výbuchu. V takovém případě by se dal očekávat podstatně větší a intenzivnější sopečný mrak, který by na dlouho ovlivnil celou Evropu a dost možná Erupce sopky vypustí do stratosféry kromě popela i celosvětové klima. K obavám jsou vážné důvody – a CO2 velké množství oxidu sírového, který se zde pokaždé, když vybuchla Eyjafjallajökull, následovala mění na aerosoly kyseliny sírové a v této formě krátce poté i erupce Katly. může ve stratosféře vydržet několik let. Aerosoly Edita Bromová pohlcují teplo vyzařované Zemí a rozptylují sluneční 3Podzemí 3 sopek Eyjafjallajökull a Katla záření. Když roku 1991 vybuchla sopka Pinatubo a uvolnila přes 20 milionů tun oxidu síry, měla mě‑ řitelný vliv na celosvětové klima. Po tři následující roky přinesla celkové ochlazení s teplými zimami. V letech 1783 až 1784 těžce zasáhl Evropu vliv výbuchu islandské sopky Laki, který způsobil výraz‑ né ochlazení v Evropě i Americe a sucho v Africe. Navíc byla část Evropy zasažena chemicky agresiv‑ ními dešti. Historikové se domnívají, že výsledná neúroda a hladomor byly jedním z faktorů, které podnítily vznik Velké francouzské revoluce. ,WWW Islandský meteorologický institut en.vedur.is Správa evropského letového provozu www.eurocontrol.int Všechno, co jste chtěli vědět o Eyjafjallajökull www.evropusamvinna.is/page/ies_ Eyjafjallajokull_eruption 3Částečka 3 sopečného popela 5 třípól | www.tretipol.cz Sláma pod kotel, ale i do nádrže auta Efektivitu spalování biomasy podmiňuje několik faktorů: prvotní cena biomasy odrážející hodnotu vstupů pro její vyprodukování a sklizeň, dále energetický obsah v jednotce objemu či hmoty, dostupnost i transportní náklady a konečně i nutnost a způsob úprav hmoty do technologicky manipulovatelné podoby pro transport i vlastní spalovací proces. S láma obilnin nebo olejnin má pro energetické využití řadu předpokladů. Vzniká jako „vedlej‑ ší produkt“ při pěstování obilí pro potravinář‑ 6 Navíc ne všichni slámu dále efektivně využívají, ze‑ už u nás není příliš často vidět zapalování slámy jména pokud neprovozují živočišnou výrobu a sláma po sklizni přímo na poli. pak není základem statkových hnojiv. Z hlediska energetického využití slámy jsou Ze slámy se dají vyrábět i topné brikety s něko‑ likacentimetrovým průměrem, což však není ten vyvinuta zařízení pro efektivní a emisně šetrné nejefektivnější způsob jejího energetického využití. spalování s vysokou účinností – od „farmář‑ I po náročném lisování mají brikety ze slámy menší ských“ zařízení s výkonem od desítek kW až soudržnost, než například peletky (granule) z pilin. po kombinované jednotky pro výrobu elektrické Brikety ze slámy více reagují na změny vzdušné energie a tepla v řádech desítek MW, která jsou vlhkosti a nesvědčí jim manipulace a doprava. Ener‑ schopna i několikadenního zcela automatického getická hodnota slámy je porovnatelná s energetic‑ bezobslužného provozu. Ideální je využívat slámu kou hodnotou průměrného hnědého uhlí, přičemž co možná nejblíže místu původu a užití – tedy je při jejím spalováním uvolňován jen „aktuální“ na farmách, v obcích nebo v lokálních komunálních kysličník uhličitý s rychlým koloběhem z atmosféry výtopnách, popř. i v kombinovaných jednotkách se do rostlinné produkce a zpět, zatímco spalováním současnou produkcí tepla i elektrické energie. fosilních paliv jsou uvolňovány miliony tun CO2 Z pole přímo pod kotel dosud bezpečně deponované v klasických palivech. Sláma má i nižší obsah nespalitelného zbytku ské i krmné využití, nebo při produkci olejnatých se‑ Pokud není sláma současně se sklizní obilniny či (popela), což představuje koncentrát minerálů, které men (u nás především řepky) pro lisování a extrakci řepky přídavným zařízením na sklízecí mlátičce lze vrátit jako hnojivo zpět na pole. olejů. Sláma nezabírá další mimořádnou plochu (kombajnu) drcena a rozmetána na plochu, následu‑ a neomezuje tím nijak potravinářskou produkci. je její lisování do hranatých nebo válcových balíků Tolik teorie. Jaká je praxe? Její sklizeň probíhá současně se sklizní hlavního různých rozměrů, její odvoz z pole a uskladnění U nás jsou malé faremní kotelny, jaké využívají produktu a potřebnou techniku mají k dispozici jak do stohů; ty občas podlehnou přírodním procesům farmáři především v Dánsku, Švédsku nebo v Ně‑ pěstitelé, tak provozovatelé sklizňových služeb. nebo i z příčin ne vždy definovaných shoří. Naštěstí mecku, takřka neznámé. Bývají instalovány pod Červen 2010 širým nebem nebo vypadají jako malé chatičky se sedlovou střechou. Její „přízemí“ tvoří spalovací prostor pro celé balíky slámy, ať už ve tvaru válce, nebo různě velkého hranolu. V „patře“ je bojler s ohřívanou vodou, která může vytápět farmu, hospodářský objekt nebo i několik sousedních rodinných domků. Palivo „přikládá“ manipulátor nebo čelně nesené zařízení na traktoru. Po dohoře‑ ní a utlumení ventilace se otevře čelo spalovacího prostoru a po vsunutí dalšího balíku a uzavření to‑ peniště se znovu vhání vzduch. Obsluhu už někteří výrobci zjednodušili dálkovým ovládáním čelních dveří spalovacího prostoru a ventilace přímo z kabi‑ ny traktoru. Teplo i elektřina pro obce a města 3Bioenergetické 3 centrum Roštín – přísun slámy Výkonnější zařízení na spalování celých balíků slámy s výkony ve stovkách kW nebo i několika MW pak mohou sloužit pro obecní kotelny. Ta největší – s výkony v desítkách MW – i pro společnou výrobu tepla a elektrické energie v městských energetic‑ kých systémech. V České republice má nejvýkonněj‑ ší kotelnu spalující pouze slámu od roku 2002 obec Roštín na Kroměřížsku, kde místní „Bioenergetické centrum“ vytápí 4MW kotlem 170 objektů – kromě rodinných domků jsou to i obecní objekty (obecní úřad, pošta, škola, školka, sokolovna, kostel a také bazén místního koupaliště). Více než dvacetinásobný je kombinovaný energe‑ tický výkon zařízení, které bylo uvedeno do provozu roku 2001 v areálu teplárny a elektrárny na před‑ městí dánského hlavního města Kodaň. Samostatný kotel na spalování obřích balíků slámy (1,2 × 1,2 × 2 m) dodává za hodinu 144 tun páry s nad‑ kritickými parametry (tlak 310 bar, teplota 583 OC), na výstupu z turbín a generátorů pak 50 MJ/s tepla a 35 MW elektrického výkonu. Kotel je největší své‑ ho druhu na světě, je vysoký 25 metrů a spálí 26,5 tun slámy za hodinu. Roční spotřebu 150–160 tis. tun slámy pokrývá kotelna nákupem od farmářů, kteří ji sklidí ze 20 tisíc hektarů obilnin v průměrné vzdálenosti do 30 km. Biopalivo z dánské slámy O tom, že sláma může být svou chemickou podstatou surovinou pro výrobu tekutých biopaliv druhé (nebo třetí?) generace, cvrlikají přísloveční vrabci na stodole již dvě desetiletí. Do reálných provozních podmínek dokázali přeměnit tyto teo‑ 3kotel 3 na malé balíky slámy rie a laboratorní poloprovozy jako první v Evropě až Dánové. V listopadu 2009 byla v Kalundborgu, přístavním E‑85 pro auta. Proces efektivní přeměny ligninu používalo začátkem prosince 2009 celkem 40 li‑ městě asi 100 km západně od Kodaně, zprovozněna obsaženého ve slámě na bioethanol je umožněn muzin Volvo V70 a S80 při kodaňském klimatickém dánská linka na výrobu 5,4 milionů litrů bioethano‑ novým enzymem, který je produktem další dánské summitu. Tankovaly nedaleko kodaňského kon‑ lu ročně, která k tomu spotřebuje 30 tis. tun obilné biotechnologické firmy Novozymes. Linka v Ka‑ gresového centra, kde nebylo možné přehlédnout slámy. Linka navíc vyrobí 13 tisíc tun topných lundborgu s hodnotou investice 80 milionů USD je výstižný billboard znázorňující „tankování“ dánské pelet s výhřevností uhlí a 11 tisíc tun melasy jako výsledkem pilotního projektu. Průmyslové linky by slámy do nádrže osobního automobilu. doplňku krmiv pro skot. Bioethanol bude sloužit pak mohly být až desetkrát výkonnější. v 85% zastoupení ve směsi s benzinem jako palivo Palivo s 85 % bioethanolu pocházejícího ze slámy Břetislav Koč Foto: Autor 7 třípól | www.tretipol.cz Elektřina z pouště Projekt Desertec plánuje výstavbu obřích solárních elektráren na Sahaře. Na povrch pouští dopadá denně více energie, než kolik lidstvo spotřebuje za celý rok. Zatímco ceny stoupají, zásoby energetických surovin se krátí a hlad po energii roste, sluneční záření dopadající na pouště stále zůstává opomíjeno. Existují dobré důvody, proč solární elektrárny na Sahaře nestavět, nebo je naopak právě teď ta nejlepší doba, kdy se do takového projektu pustit? ným rozpočtem 400 miliard eur (1013 Kč) A na Sahaře, již funguje v Kalifornii a ve Španělsku. zdroj elektřiny. Zcela jistě také projekt prospěje chce postavit síť tepelných slunečních Španělská elektrárna Andasol má instalovaný výkon firmám, které se budou výstavbou elektráren zabý‑ elektráren v zemích Severní Afriky a Arabského po‑ 50 MW a celá elektrárna zabírá plochu 200 hektarů. vat. Jestli se podaří dosáhnout mírového soužití loostrova. Vzniklou energií budou zásobovány nejen Teplo, které nashromáždí přes den, je uchovává‑ všech národů, zajištění bezpečnosti dodávek zmíněné země, ale i velká část Evropy. Projekt před‑ no pomocí roztavených solí, takže elektrárna je z politicky ne zcela stabilních zemí do Evropy pokládá, že do roku 2050 bude ze Slunce vyrábět schopna dodávat elektřinu až 7,5 hodiny po západu a společného využívání čisté sluneční energie, 100 GW, čímž pokryje 15 % spotřeby Evropské unie. Slunce. Její výstavba přišla na 310 milionů Eur zatím není zcela jasné. Rozpočet zahrnuje i výstavbu nového vedení, kte‑ (8.10 9 Kč) a roční produkce elektřiny činí kolem rým se elektřina do Evropy dovede. Dvacet kabelů, 179 GWh. Pro srovnání, česká jaderná elektrárna mbiciózní projekt Desertec s předpokláda‑ Typ, který hodlá projekt Desertec vystavět každý o přenosovém výkonu 5 GW, bude stát celkem Temelín stála cca 4 miliardy eur (10 11 Kč), ale 45 miliard eur (1012 Kč). zato má výkon 2000 MW a ročně vyprodukuje Tepelné solární elektrárny 12 000 GWh elektřiny. Tepelná sluneční elektrárna za pomoci zrcadel Přenosové ztráty soustřeďuje záření na kolektor, ve kterém zahřívá Jedním z důvodů, proč zatím nebyla sluneční topné médium. To dále ohřívá vodu, která se mění energie z pouští masivně využívána, je prostý fakt, na páru, která roztáčí turbínu a ta generátor, který že na Sahaře bydlí jen velmi málo odběratelů a při vyrábí elektřinu. Zrcadla mohou být snadno vyrábě‑ přenosu na velké vzdálenosti dochází k masivním na i nahrazována, technická část s turbínou se ale přenosovým ztrátám. Při vedení střídavého proudu neobejde bez péče vyškolených techniků a inženýrů nelze ztrátám zabránit a proto bývá výhodnější a bez vodního hospodářství. stavět elektrárnu co nejblíže spotřebiteli. Aby se sluneční elektrárny postaví, neboť tak získají další Edita Bromová ,,WWW »» www.desertec.org »» www.desertec.org/fileadmin/downloads/ DESERTEC_RedPaper_2nd_en.pdf »» www.desertec.org/fileadmin/downloads/ DESERTEC‑WhiteBook_en_small.pdf »» www.abb.com/hvdc »» ludb.clui.org/ex/i/CA9679 »» solarpaces.org/Tasks/Task1/andasol.htm elektrárny v poušti vyplatily, je třeba spojit je s Ev‑ ropou novým typem vedení, které má ztráty pod‑ statně nižší. Jedná se o vedení se stejnosměrným proudem (High Voltage Direct Current, HVDC), které má ztráty kolem 5 % na 1 500 km. Tento typ vedení potřebuje speciální převaděče mezi střídavým a stejnosměrným proudem, proto se finančně vypla‑ tí jen při přenosech na větší vzdálenosti. V Evropě je takto spojeno například Norsko s Nizozemskem, vedení délky 580 km stálo 600 milionů eur. 3Solární 3 tepelná elektrárna Andasol ve Španělsku Evropa závislá na Africe? Projekt Desertec je velká a smělá myšlenka. Nepochybně z ní budou těžit země, ve kterých se 8 3Mapa 3 solárních elektráren podle projektu Desertec. Velký červený čtverec na Sahaře představuje oblast, která zvládne pokrýt spotřebu elektřiny celého světa, menší čtverečky pak ukazují plochu, která může elektřinou zásobovat celou Evropu, respektive Německo. Červen 2010 Tichý 3Dobový 3 nákres Lenoirova plynového motoru a spolehlivý Právě před 110 lety, 4. srpna 1900, zemřel v La Varenne-Saint Hilaire na břehu francouzské řeky Marny muž, který stál na počátku éry spalovacích motorů. Jmenoval se Jean Joseph Étienne Lenoir, narodil se 12. ledna 1822 v belgickém městečku Mussy la Ville, ale od svých 16 let žil ve Francii. stále na paměti, že šlo o motory stabilní, ideální dal jej zabudovat do nového člunu a s ním se pak pro použití v řemeslnických dílnách, ale bez pevné‑ proháněl po Seině. ho přívodu plynu „mrtvé“. Ta skutečně geniální myšlenka napadla Lenoira A ještě... v roce 1862, kdy svůj původní patent rozšířil o Před 110 lety zemřel i další průkopník posléze vel‑ dodatek „aby plyn mohl býti nahrazen parami mi rozvinutého oboru a vlastně pouhý amatér. Ame‑ vodíku, petroleje a jiných paliv“. Přidal k motoru rický duchovní Hannibal Williston Goodwin (1822 – Lenoir se vyučil emailérem a údajně si přivydělával jednoduchý karburátor, umístil jej do vozu a v roce 1900) si v roce 1887 dal patentovat metodu výroby i jako číšník. Svým založením však byl vynálezcem, 1863 se první automobil s výbušným motorem (s svitkového filmu – vrstvu želatiny s bromidem tím klasickým a všestranným, jací v 19. století petrolejem jako palivem) vydal na cestu z Paříže do stříbrným na celuloidovém pásu. Obrovský rozmach přetvářeli svými objevy svět. Už v roce 1847 objevil Joinville-le-Pont a zpět. Celkem tříhodinová jízda fotografie „předdigitální“ éry mohl nastat. novou metodu pro upevnění emailu na hodinkách či dopadla úspěšně, ale Lenoir v dalších pokusech jiných ozdobných předmětech, pak jej však zaujala nepokračoval – budoucnost svého motoru viděl železnice, pro kterou roku 1855 zkonstruoval spíše na člunech a lodích než v těžkých vozech elektrickou brzdu a rok na to elektrický signální na špatných silnicích. Řadu lodí pak také svým systém. To byl ovšem teprve začátek. Abychom motorem vybavil. Tichý a spolehlivý ukázali jeho všestrannost, přeskočme něco přes dvě V roce 1883 zkonstruoval Lenoir jednoválcový desítky let, v nichž Lenoir získal mj. za své zásluhy čtyřdobý výbušný motor, který měl mj. i mnohem ve válce prusko-francouzské (1870/1871) francouz‑ příznivější spotřebu. Přestože byl vlastně velmi ské občanství, a připomeňme si, že roku 1881 byl plodným a úspěšným vynálezcem, nezbohatl, vyznamenán řádem čestné legie – za svůj vynález naopak od chudoby jej zachránila jen malá renta, z oboru telegrafie. kterou mu vyplácela Compagnie Parisienne du Gaz. Plynový motor V roce 1859 získal Lenoir patent na výbušný motor poháněný svítiplynem a spoluzaložil obchodní Pavel Augusta 3nákres 3 Lenoirova dvoutaktního motoru Objevitel, který stál na začátku éry nejrozšířeněj‑ šího dopravního prostředku lidské historie, zemřel nakonec v ústraní a takřka zapomenut. společnost Société des Moteurs Lenoir, která jeho Vskutku spolehlivý motory začala vyrábět. Následujícího roku doplnil O kvalitách Lenoirova motoru svědčí i následující patent o elektrické zapalování. Netrvalo dlouho a příběh. Na námořní výstavě v Le Havru roku 1887 objevil se vážný konkurent, německý obchodník byl jednou z atrakcí člun Lenoir, vybavený vyná‑ Nikolaus August Otto (1832–1891) s podobným lezcovým lodním motorem. Po výstavě člun zmizel, motorem, který měl navíc podstatně nižší spotřebu až ho náhodou vylovil bagr čistící přístav. Trosky plynu. Tuto nevýhodu vyrovnávaly Lenoirovy motory poslali do loděnice v Paříži, kde si jich všiml syn mnohem tišším chodem a spolehlivostí. Je však mít majitele loděnic, student techniky. Motor vyčistil, 9 Elektřina třípól | www.tretipol.cz přímo z tepla 3Autor 3 článku Patrik Čermák vyhrál soutěž vědeckotechnických projektů Expo Science Amavet 2010 a na celosvětové soutěži středoškoláků v USA skončil třetí! Třípól gratuluje. Již dvakrát uspěl v soutěži středoškolských vědecko‑technických projektů Expo Science AMAVET‑ v roce 2009 druhý, letos vítěz – Patrik Čermák z východočeské Třemošnice. Ústředním tématem jeho projektů jsou termoelektrické materiály. O své práci, kterou připravil ve spolupráci s Ústavem aplikované fyziky a matematiky Univerzity Pardubice, nám ochotně napsal článek. Elektřina a teplo v teplotním gradientu (obr. 2). Peltierův jev spo‑ zatímco na druhém se pohlcuje. Chlazení jednoho Je známo, že elektrický proud I procházející čívá v teplotních a tepelných změnách na spojích spoje a zahřívání druhého je způsobeno rozdílem vodičem o odporu R v něm vytváří teplo s vý‑ dvou různých vodivých materiálů. Pokud smyčkou středních energií volných nosičů proudu v materiá‑ konem W = RI2, tzv. Joulovo teplo. To nás však zobrazenou na obr. 3 teče proud (např. když ji při‑ lech tvořících spoj. Peltierův jev může tedy vznikat dále zajímat nebude. Zde si všimneme dalších, pojíme k baterii), na jednom spoji se vyvíjí teplo, pouze na spoji (kontaktu) těchto druhů materiálů. tzv. termoelektrických (TE) jevů. Jsou známé tři: Thomsonův, Seebeckův a Peltierův. Poslední dva se Aplikace uplatňují v praxi. TE jevy a materiály mají širokou možnost uplatně‑ ní: Peltierův jev se užívá ke chlazení, např. v elek‑ Jestliže prochází proud I homogenním vodičem, který je uprostřed zahříván, pak – podle orien‑ tronice pro součástky citlivé na teplo (procesory, tace proudu – se na jeho koncích uvolňuje nebo laserové diody, …), v lékařské technice pro nádoby pohlcuje Thomsonovo teplo. Seebeckův jev spočívá na přenos krevní plasmy a sér, v běžném životě pro ve vzniku napětí v obvodě podle obr. 1, sestáva‑ přenosné chladničky pro autocamping. Seebeckův jev se užívá k měření teploty (ter‑ jícího ze dvou různých vodivých materiálů, a to močlánky) a ke generaci elektrické energie (např. mají‑li místa styku těchto vodičů různé teploty (T1 T2). Seebeckův jev samotný však vzniká v každém druhu vodivého materiálu díky driftu nosičů náboje 3obr. 3 2 ve vesmírných sondách). Peltierův článek Na obr. 4 můžeme vidět schéma Peltierova článku. Skládá se z TE materiálů elektrické vodivosti n‑typu a p‑typu, přičemž na jedné straně článku je vždy rozhraní n‑p a na druhé rozhraní p‑n. Je zřejmé, že může mít dvě funkce: 3obr. 3 1 10 3obr. 3 3 1.Průchodem proudu se jedna strana chladí, druhá ohřívá (Peltierův jev). Červen 2010 2.Vyvoláním teplotního spádu na stranách článku vzniká na jeho svorkách napětí (Seebeckův jev). Krystaly A2VB3VI Krystaly A2VB3VI, kde A=Bi, Sb a B=Se, Te (mimo Schématické vysvětlení Peltierova a Seebeckova Sb2Se3), patřící do skupiny úzkopásových polo‑ jevu v Peltierově článku je možné vidět na obr. 5 vodičů, tj. s malou šířkou zakázaného pásu (Eg ~ a na obr. 6. 0,20 eV), dosahují maxima TE účinnosti v oblasti pokojových teplot (300 K). Jejich romboedrickou mřížku lze popsat také jako hexagonální strukturu, jejíž vrstvy jsou orientovány kolmo ke krystalogra‑ fické ose (c). Prvky A, B obsazují pět atomových rovin střídavě podle schématu: …B1AB2AB1… B1AB2AB1… B1AB2AB1…, kde tečky nahrazují slabou Van der Waalsovu vazbu. Elemen‑ tární buňka krystalu Bi2Te3 je na obr. 8. 3obr. 3 4 Moje práce Připravil jsem monokrystalické (obr. 9) a poly‑ krystalické (obr. 10) vzorky p‑typu BixSb2‑xTe3‑ySey, kde x=0,5 a y=0,1 a n‑typu Bi2+xTe3‑x‑y‑zSeyIz, kde 3obr. 3 8 x=0,002, y=0,091 a z=0,007, a dále změřil některé jejich transportní vlastnosti a ověřil jejich použitel‑ nost. Sledovány byly Seebeckův koeficient α, měrná elektrická vodivost δ, tepelná vodivost k a Hallova 3obr. 3 5 konstanta RH. Z fitovaných experimentálních dat jsem vy‑ početl ZT‑parametr a ze všech těchto dat jsem u Bi2,002Te2,9Se0,091I0,007 n‑typu navrhl další postup, 3obr. 3 9 tj. optimalizaci koncentrace volných nositelů prou‑ du (VNP), jež vede k posunutí maxima TE účinnosti těchto materiálů, do oblasti pokojových teplot. 3obr. 3 6 Termoelektrické materiály Dále jsem pak z těchto (polykrystalických) ma‑ teriálů sestavil vlastní, funkční Peltierův článek a využil jsem ho demonstračně jako chladič i jako TE generátor. Prvořadým cílem mého výzkumu je nalézt materiály Podle výsledků měření jsem připravil další poly‑ s co nejvyšší účinností z hlediska TE aplikací. Každý krystalické vzorky, a to zejména se sníženou dotací TE materiál dosahuje maximální účinnosti v určitém jodu, který do hostitelské struktury Bi2Te3 přináší rozsahu teplot. Je tedy třeba tyto materiály najít další volné elektrony. Jelikož jod má ve valenční a pak optimalizovat, aby v požadované oblasti sféře o jeden elektron navíc, můžeme při zvýšení teplot dosahovaly co nejvyšší účinnosti. Kritériem jeho koncentrace očekávat též zvýšení koncentrace pro výběr těchto materiálů je parametr TE účinnosti, VNP, čímž se mj. posune Fermiho hladina k vyšším tzv. ZT‑parametr: hodnotám. Tím se sníží velikost a posune maximum ZT = δα2T/k Seebeckova koeficientu a do oblasti vyšších teplot. kde δ je elektrická vodivost (Ω‑1.m‑1), α je Zde uvádím speciálně výsledky měření Seebec‑ Seebeckův koeficient (V.K‑1), T je termodynamická kova koeficientu α (obr. 11) a měrné elektrické teplota (K) a k je tepelná vodivost (W.m‑1.K‑1). vodivosti δ (obr. 12) systému Bi2+xTe3‑x‑y‑zSeyIz, kde Přehled teplotní závislosti Z‑ a ZT‑parametru některých perspektivních materiálů je na obr. 7 3obr. 3 10 3obr. 3 11 x=0,002, y=0,093 a z=0,005. Z publikovaných experimentálních dat je tedy patrné, že substitucí atomů teluru atomy jodu posuneme při vyšších koncentracích jodu maximum ZT‑parametru do oblasti vyšších teplot (u Bi2,002Te2,9Se0,091I0,007 do 430 K). Vyhlídky do budoucna Tato práce mi poskytla odrazový můstek pro výzkum nových materiálů, o kterých nebylo ještě mnoho publikováno. Z těchto nových materiálů se pak 3obr. 3 12 pokusím sestavit Peltierův článek, který by mohl 3obr. 3 7 být první svého druhu na světě. (RED) Cílem výzkumu je tedy u daného materiálu nalézt vhodné příměsi pro zabudování do krystalu, určit jejich koncentraci a vyvinout technologický postup pro jejich zabudování. ,,WWW Plný text článku najdete na www.tretipol.cz 11 třípól | www.tretipol.cz Sluneční družice SDO najíždí na plný výkon V posledních dnech zaplavily internet a především přírodovědně zaměřené weby fascinující animace sluneční činnosti. To samozřejmě není náhoda a existují hned dvě významné příčiny. Tou první je nárůst sluneční aktivity po netradičně dlouhém období klidu, který doprovází i nápadné sluneční skvrny a výraznější protuberance – oblaka plazmatu nad povrchem Slunce. Druhým důvodem je činnost nové družice SDO (Solar Dynamic Observatory), jež se na výzkum sluneční aktivity specializuje. Výsledkem obojího jsou pak ony úchvatné animace vývoje slunečních protuberancí, na které jste mohli narazit třeba na YouTube. J ak už vyplývá z anglického názvu, Solar její rozměr dokonce přesáhne 6 m. Zanedbatelná zkoumat také sluneční plazmu, zejména pak v ob‑ Dynamic Observatory je družicí zaměřenou není ani její hmotnost, která se pohybuje okolo tří lasti extrémně horké sluneční koróny, v níž teplota na sledování a výzkum dynamických jevů tun. Z toho připadá 300 kg na vědecké vybavení, dosahuje až tří milionů stupňů Celsia. na Slunci. Za celým projektem stojí americký Národ‑ 1 300 kg na sondu samotnou a 1 400 kg váží palivo ní úřad pro letectví a kosmonautiku (NASA), který nutné k manévrování v prostoru. Družice se bude družici sestrojil jako první počin v rámci programu pohybovat po geosynchronní dráze ve vzdálenosti Kosmické počasí – od Slunce to fouká Living with a Star (Život s hvězdou). Cílem tohoto 36 000 km od Země a sklon dráhy vůči rovníku bude Získaná data by měla vědcům umožnit lépe pocho‑ programu není jen přímé studium sluneční činnosti, činit 28,5°. pit fungování tzv. kosmického počasí, pod kterým si ale zejména snaha porozumět tomu, jaký vliv má aktivita našeho Slunce na planetu Zemi. Materiály hned několika vědeckými přístroji současně. Zásadní zveřejněné v nedávné době na internetu nasvědčují je zejména snímkování Slunce v různých oborech tomu, že se máme skutečně na co těšit! spektra, chybět ale samozřejmě nemůže ani výzkum Zadání pro třítunového drobečka 12 Studium Slunce bude probíhat nepřetržitě a to můžeme představit vliv sluneční aktivity na ostatní tělesa Sluneční soustavy, zejména pak na Zemi. slunečního magnetického pole, neboť právě s ním je činnost Zemi nejbližší hvězdy úzce svázána. I když již existují poměrně ucelené teorie popisující Podívejme se však na družici SDO i její výzkumný jeho vznik a strukturu, řada otázek zůstává nezod‑ program poněkud blíže. Družici vynesla do ves‑ povězena. Družice SDO by tak mohla přispět třeba míru raketa Atlas V z mysu Canaveral na Floridě k lepšímu pochopení procesů, kterými se energie 11. února 2010. Samotná sonda má výšku 4,5 m magnetického pole transformuje do jiných projevů a průměr 2,3 m. S roztaženými slunečními panely sluneční aktivity. V neposlední řadě bude sonda 3Zařízení EVE (Extreme Ultraviolet Variability Experiment) ČERVEN 2010 Většina planet má podobně jako Země vlastní od MDI na SOHO bude HMI pořizovat data s vý‑ magnetické pole, které je samozřejmě v neustálé razně větším rozlišením. Výstupem však nebudou interakci s magnetickým polem Slunce. Sluneční pouze tzv. dopplerogramy (mapy zobrazující soustavou navíc putují nabité částice ze Slunce, s jakou rychlostí se pohybuje sluneční povrch), tzv. sluneční vítr, které se střetávají s planetárními ale také mapy ilustrující rozložení magnetického magnetosférami a následně i atmosférami. O tom, pole ve sluneční fotosféře či fotografie fotosféry že nás kosmické počasí utvářené Sluncem výrazně v odlišných vlnových délkách. ovlivňuje, není pochyb. V poměrně nedávné historii AIA (Atmospheric Imaging Assembly) – Apa‑ jsme mohli být několikrát svědky toho, jak neče‑ ratura bude pořizovat s periodou deseti vteřin fo‑ kané sluneční erupce zásadně ovlivnily život lidí tografie sluneční koróny v deseti různých vlnových na Zemi. Oblaka nabitých částic, které v takových délkách. Jejím cílem je odhalit vazby mezi ději případech dorazily k Zemi, totiž nezpůsobila pouze probíhajícími na povrchu a v nitru Slunce. překrásné polární záře, ale také rozsáhlé magnetic‑ EVE (Extreme Ultraviolet Variability Experi‑ ké bouře, výpadky rozvodných sítí, nebo poruchy ment) – Přístroj, který je určen pro velice přesná umělých družic. Možnost předvídat chování sluneční měření extrémního ultrafialového záření o krátkých aktivity je tedy velice důležitá. vlnových délkách. Vyniká vysokým spektrálním roz‑ lišením a schopností vykonávat měření v krátkých Výbava Solar Dynamic Observatory časových intervalech. Na palubě sondy se nachází trojice přístrojů, které lze považovat za základ vědeckého vybavení. Budou měřit intenzitu extrémního ultrafialového Nové informace rozšíří nአobzor jako nikdy předtím Jelikož bude většina měření probíhat v podstatě záření, oscilace slunečního povrchu nebo rozložení kontinuálně, bude tok dat skutečně obrovský. Každý a intenzitu magnetického pole. Speciální kamery den sonda pořídí přibližně 1 TB informací, které budou snímkovat nejen chromosféru, ale i vnitřní bude okamžitě odesílat na Zemi rychlostí 130 Mb/s! část koróny. To vše v různých vlnových délkách. Všechny informace se budou samozřejmě využívat Mezi nejvýznamnější přístroje patří: komplexně, takže lze očekávat, že se naše povědo‑ HMI (Helioseismic and Magnetic Imager) – mí o fungování Slunce značně rozšíří. Navazuje na činnost obdobného zařízení, které je Nárůst kvality oproti předchozím slunečním son‑ v současné době stále v chodu na sluneční družici dám, jako jsou například SOHO či STEREO (Solar TEr‑ SOHO (Solar and Heliospheric Observatory) pod restrial RElations Observatory), je evidentní. Snímky označením MDI (Michelson Doppler Imager). Jedná se o speciální kameru určenou k helioseismologickým měřením, která sleduje zvukové vlny šířící se uvnitř Slunce a vyvolávající oscilace slunečního nitra a povrchu. Na rozdíl z družice SDO budou mít rozlišení dvakrát větší než fotografie pořízené sondou STEREO a dokonce čtyřikrát větší než snímky ze sondy SOHO. Podobné je to i s frekvencí, s jakou jsou pořizovány jednotlivé fotografie. Zatímco SOHO pořídila jednu fotografii každých dvanáct minut, STEREO exponovala každé tři minuty. Družice DSO je na tom však ještě lépe, Slunce totiž zvěční každou sekundu. 3Zařízení HMI (Helioseismic and Magnetic Imager) ,Animace sluneční erupce Jedním z nejatraktivnějších výstupů sondy pravděpodobně budou animace vytvořené z posloupnosti jednotlivých snímků. Již teď jsou na internetových stránkách mise k dispo‑ zici první „ochutnávky“ v podobě dynamicky se vyvíjejících protuberancí. A to je sonda ještě stále ve zkušebním provozu. Konstruktéři odhadují životnost družice SDO nejméně na pět let, což je téměř polovina jedenáctiletého slunečního cyklu. Přitom exis‑ tuje naděje, že by sonda mohla sloužit několik dalších let navíc. Pokud tomu tak bude, získají astronomové poměrně dlouhou řadu velice po‑ drobných pozorování, jež obsáhne téměř celý sluneční cyklus! Půjde tedy o materiál, který zatím nemá ve sluneční astronomii obdoby. Je jasné, že v takovém případě na sebe nové objevy nenechají dlouho čekat. Animaci sluneční erupce v podání sondy Jan Píšala SDO najdete na: www.youtube.com/ watch?v=eWrm‑dADE8w. Erupce byla nasní‑ mána 30. března 2010 kamerou, jež je součás‑ tí aparatury AIA. Expozice probíhala na vlnové délce 30,4 nm, což odpovídá extrémnímu krátkovlnnému ultrafialovému záření o teplotě kolem 50 000 °C. ,WWW »» sdo.gsfc.nasa.gov/ »» www.youtube.com/SDOmission2009 »» science.nasa.gov/science-news/science-atnasa/2010/21apr_firstlight/ 3Credit: SDO/AIA 13 třípól | www.tretipol.cz Oosterschelde Holandsko je země na mořském břehu. Pro rozvoj námořní velmoci je to velmi výhodná poloha, ne už tak pro obyvatele. Průměrná nadmořská výška Holandska je jen pár metrů a velká část půdy dokonce leží pod úrovní mořské hladiny. Proto se Holanďané po staletí zdokonalovali ve stavbě hrází a odvodňovacích kanálů, vysušovali mořské dno a rozšiřovali území vhodné k životu. Navzdory tomu si moře při velkých bouřích vždy bralo půdu i lidské životy. Poslední velká povodeň, při které zahynulo na 1800 lidí, se odehrála roku 1953. Vysoký příliv hnaný bouří vtrhl do vnitrozemí, probořil hráze a napáchal obrovské materiální škody. Krátce poté vznikl projekt Delta, který měl zajistit, že se podobné neštěstí již nikdy nebude opakovat. Uzamčené moře Projekt byl přepracován na mobilní protipovodňo‑ (pilířů je přitom na Oosterschelde celkem šedesát Ohroženou oblastí, která měla být chráněna, je vá vrata, která by se uzavírala jen při nebezpečí pět). Výrobek byl pozvolna navinut na obří špulku, rozsáhlá delta řek Rýn, Mása a Šelda. Kompliko‑ a jinak by výkyvům mořské hladiny nijak nebránila. kterou nesla pro tento účel zbudovaná loď Cardium, vaný systém hrází deltu postupně zcela oddělil Stavba vyšla na 2,5 miliard eur. nejdražší z celé flotily. Když byla matrace hotova, od oceánu, aby i při největších bouřích a nejvyšších 14 loď odplula na určené místo a obří rohožku postup‑ přílivech zůstalo Holandsko před přívalem vod Kamenná matrace ochráněno. Najdeme zde pevné hráze, mobilní Stavba hráze dlouhé tři kilometry začala pečlivou doprovodných lodí a kontrolních ponorek umístila bariéry, které se zavírají jen občas, i přehrady, které inspekcí mořského dna. Písek, který tvoří dno každou rohož s přesností na několik centimetrů, vlastně vůbec k oddělování Holandska od moře zálivu, byl shledán málo nosným a pevným. K jeho přičemž na celý úkon měla jen krátký čas mezi neslouží. I ty ale měly a stále mají svůj účel. Při zhutnění byly použity vysokofrekvenční vibrace, přílivem a odlivem. výstavbě byla postupně uzavírána jednotlivá místa které do podloží přenášela prostřednictvím obřích delty a pomocné hráze pomáhaly regulovat průtok vibračních jehel loď Mytilus, jedno z mnoha Nejhlubší holandský polder vod tak, aby v jiném místě silné proudy nezačaly plavidel zkonstruovaných speciálně pro stavbu Současně s tvorbou a pokládáním kamenné komplikovat výstavbu. Přehrazené oblasti se brzy mořské bariéry. Vysokofrekvenční vibrace způsobily, matrace byla zahájena výstavba pilířů. Probí‑ přeměnily ve sladkovodní jezera, která se stala zá‑ že se zrnka písku do sebe vzájemně zaklesla a tím hala rovněž na ostrově Neeltje Jans, pro změnu sobárnou pitné vody a vylepšila vodní hospodářství se písek zpevnil. Na písek bylo dále třeba položit v obrovské jámě, kde se všech šedesát pět pilířů, této části Holandska zvané Zeeland. Stejný osud „deku“, jakousi prošívanou matraci plněnou kame‑ včetně jednoho náhradního, stavělo zároveň. měl potkat i oblast Ooster Schelde, jenže to by zna‑ ním. Na uměle vytvořeném „pracovním“ ostrově Železobetonové bloky s vysokou hustotou výztuže menalo zánik unikátního slanomilného ekosystému. Neeltje Jans vznikla továrna široká jako budoucí vyrobené z kvalitního betonu by měly vydržet Proti výstavbě pevné hráze se zvedla vlna protestů matrace, tedy přes čtyřicet dva metrů. Pod každý minimálně dalších dvě stě let. Jeden pilíř váží a nakonec roku 1976 slavili ekologové úspěch. pilíř bylo třeba umístit dvě stě metrů matrace osmnáct tisíc tun a je vysoký přes třicet metrů. ně rozvinula a položila na mořské dno. Za pomoci ČERVEN 2010 Na jeho konstrukci bylo třeba sedm tisíc metrů Za normální situace jsou vrata vytažena nad hladi‑ Na bývalém pracovním ostrově Neeltje Jans vznikl krychlových betonu. Takový objem materiálu nu a hydraulické písty, na kterých se pohybují, ční částečně vzdělávací, částečně zábavní park. Kromě není možné přepravovat vzduchem, ve vodě si vysoko nad přehradu. Z jejich výšky si návštěvník jiného obsahuje velmi podrobnou expozici o vý‑ však lze vypomoci starým dobrým Archimedovým může udělat představu o hloubce moře pod hladi‑ stavbě přehrady a umožňuje navštívit i vnitřek sa‑ zákonem. Po skončení stavby byla proto jáma nou. Na nejhlubším místě čekají dvacetimetrová motné bariéry. V okolí přehrady se rozkládá národní zvaná „nejhlubší holandský polder“ zaplavena. vrata vážící čtyři sta osmdesát tun. Ke každému pilíři postupně připlula pontonová loď park Oosterschelde o rozloze 370 km2. V unikátních slaných mokřadech zde nachází útočiště mnoho Ostrea ve tvaru U, nasunula se na železobetonový Uzavřete moře! sloup a chytila ho na naviják. Se zavěšeným pi‑ Největší nebezpečí hrozí Holandsku při takzvaném prostředí. V příbřežních oblastech se vyskytují lířem pak odplula na místo určení a pilíř spustila skočném přílivu, kdy mořskou hladinu zdvihá spo‑ tuleni, sviňuchy a samozřejmě škeble. Je to ideální na mořské dno. Poslední, náhradní pilíř využit lečné působení gravitačních slapových sil Slunce místo na výlety. nebyl a v současnosti je možné ho vidět nedaleko a Měsíce. Pokud se v tomto okamžiku přidá vítr, bariéry. Byl postaven na vyvýšený podklad, aby si vystoupá moře až příliš vysoko. Jestliže předpověď Oosterschelde ukazuje, že s vynaložením dostateč‑ ho návštěvníci mohli dobře prohlédnout. Slouží ukazuje, že taková situace nastane, Oosterschel‑ ného množství energie je možné skloubit požadav‑ také jako cvičná horolezecká stěna. de svá vrata uzavře. Každý díl pohání dvojice ky lidí i nedotčené přírody. Nyní jsou spokojeni dieselagregátů, umístěná přímo v pilíři. Kompletní jak Holanďané, kterým už nehrozí záplavy, tak uzavření vrat trvá jednu hodinu. Přehrada se kvůli škeble, které si svá periodická zaplavení naopak Po upevnění základů pilířů pěti miliony tun kamenů bouřím uzavírá v průměru dvakrát do roka. Bylo velmi užívají. následovala montáž dílů spojujících jednotlivé i období, kdy se po několik let neuzavřela vůbec. pilíře, osazení vozovky a protizáplavových vrat. Nyní se však očekává, že díky globálnímu oteplení Každý díl byl vyroben na pevnině nebo na ostrově a vzestupu mořské hladiny bude Oosterschelde a na místo dopraven zvláštní lodí. Vrata jsou oce‑ uzavíráno stále častěji. Kromě toho se funkčnost lová, ale do budoucna se uvažuje o jejich náhradě celého systému několikrát ročně testuje a provádí betonovými. Protože je mořské dno různě hluboké, se pravidelné kontroly všech jeho komponent. Vrata je i každý dílec vrat jinak velký, tak aby v případě potřeby spodní část vrat dosedla na dno a vrchní Spokojené škeble i lidé spolehlivě ochránila zemi před velkou vodou. Bariéra Oosterschelde byla dokončena roku 1986. druhů ptactva a rostlin adaptovaných na slané Technicky nesmírně náročná konstrukce bariéry Edita Bromová ,WWW »» www.npoosterschelde.nl »» www.neeltjejans.nl »» www.deltawerken.com 3Loď 3 Ostrea umisťuje pilíř 3„Špulka“ 3 s matrací 15 třípól | www.tretipol.cz Logaritmické pravítko neboli logáro 3Obr. 3 1 „Vždyť si to přepočtěte!“ vyzval nás Cyrus Smith Logaritmické pravítko bývalo – spolu s rýsovacím prknem – nezbytnou rekvizitou pro inženýra ve starším filmu. „Ale co to vlastně je – nebo spíš, co to bylo?“ ptá se mladší generace. „Výpočetní technika analogová,“ odpovídají starší. A vysvětlují: „To proto, že převáděla zpracovávané číslo na analogickou fyzikální veličinu, totiž délku, a nepracovala s ním symbolicky, jako tvoje digitální kalkulačka“. Jak vypadá logaritmické pravítko? 16 páskem (Běžec), a přes to celé lze posouvat (Není to sice nutné, ale pravítko je zpravidla průhledný Jezdec s jednou hlavní ryskou, a občas umolousané od tuhy z rysů, mívá od pádu nalomený s několika vedlejšími. Na styčných hranách Základu roh a jezdec bývá poškrábaný z kapsy pláště od klí‑ a Běžce jsou vyneseny stejné stupnice – dole 1 až čů – kdo by ho pořád strkal do pouzdra, že.) 10 (x), nahoře 1 – 10 – 100 (x2). Uprostřed Běžce bývá červená stupnice 10 – 1 (1/x) obrácená Jak se s ním pracuje? vůči dolní, na Základu bývají ještě úplně nahoře Ať posunete Běžec vůči Základu jakkoli daleko stupnice 1 – 10 – 100 – 1000 (x3), úplně dole zcela doleva či doprava, vždy jsou poměry hodnot čísel rovnoměrná stupnice 0 – 1 (lg x). Běžec někdy má na stupnici Běžce i Základu stejné: na pravítku z druhé strany stupnice sin x a tan x, takže tušíte, z obrázku 1 vidíte z dolní stupnice, že že je toho na pravítku k vidění dost. A ještě navíc 1 : 1,5 = 1,2 : 1,8 = 1,5 : 2,25 = 1,6 : 2,4 = 1,7 : bývá někde centimetrová stupnice (pro měření na 2,55 = … = 3 : 4 = 4 : 6 = 5 : 7,5 = … = 6,67 : tom zmíněném rýsovacím prkně). 10 = … A když ještě najdete na stupnici často se vy‑ skytující konstanty jako π a 1/π anebo na Jezdci To platí i na horní stupnici, která vůči dolním hodnotám x udává x2: dvě rysky pro automatické určení obsahu Q kruhu 0,8 : 1,8 = 0,9 : 2 = 0,9 : 2,02 = 1 : 2,25 = (horní stupnice) při známém průměru d (dolní 1,2 : 2,7 = … stupnice), tedy Q = πd2/4 ≈ 0,7854 d2, ba někdy Toto všecko platí o všem s přesností, s jakou Pravítko sestává z pevné části (nazývejme ji Základ) i rysky na převod kilowattů na koňské síly apod., dokážete číst intervaly mezi proměnnými dílky stup‑ dlouhé u stolních pravítek asi 28 cm, u kapesních tak pochopíte, proč byla pravítka svého času nic: zprvu po 1, pak po 2, pak po 5. Odhad je ovšem 10 cm až 15 cm, v níž lze posouvat stejně dlouhým v takové oblibě. otázkou cviku, ale naučíte se to překvapivě rychle. Červen 2010 Takže: 15 × 20 =? Začátek Běžce (b) nastavím oproti 1,5 na Základu a naproti 2,0 (c) vidím 3,0. Stejně je tomu při porovnání hodnot na stup‑ nici Základu a Běžce v libovolné poloze: to, co Teď ještě určit řád: dvakrát jsem posunul desetin‑ je u centimetrů stálý rozdíl hodnot na Základu nou čárku doleva (15 na 1,5 a 20 na 2,0), tak to a Běžci, dává u exponenciálních hodnot stálý musím napravit: výsledek bude tedy 300. poměr těchto hodnot. K výsledku 3 vidím současně, že lg 3 = 0,476 A proč je to pravítko logaritmické a ne exponen‑ (nejdolejší stupnice), 32 = 9 horní stupnice (jak ciální? Protože inverzní funkce k exponenciále je vidíte, pravítko jsem nenastavil moc přesně) logaritmus. Hledáte‑li na stupnici číslo x, bude a 33 = 26,5 (tady se mi má ledabylost vymstila:‑() ve vzdálenosti logaritmu x od čísla 1 na stupnici; Jakmile jsem však nastavil (b) na 1,5, vidím sou‑ časně všechny násobky tohoto čísla: 2 × 1,5 = 3, připomeňme, že logn 1 = 0 pro libovolný základ n. dem celou řadu trojčlenek; to stojí za to, ne? Dále Je úhlopříčka okna opravdu 1,414 213 562 373 095 048 801 688 724 209 7… m? můžeme posuvem vpravo či vlevo násobit či dělit, Analogový přístup je jednoduchý; přesnost má tak při přechodu mezi stupnicemi i umocňovat na dru‑ 2 – 3 číslice. To v praxi velmi často stačí. Nevěřte, hou a odmocňovat, na dalších stupnicích pak najít že úhlopříčka v metrovém okně je dlouhá přesně ale i 4,4 × 1,5 = 6,6 atd. V každé vzájemné poloze Běžce vůči Základu rozřešíme tedy pouhým pohle‑ převrácenou hodnotu, sinus, tangens … 1,414 213 562 373 095 048 801 688 724 209 7… m Jezdec slouží jen k přesnějšímu nastavení polohy podle kalkulačky z WINDOWS. Sám pojem délky rysky na stupnicích, a abychom jednou vyhledanou hrany okna není zdaleka tak přesně definován, polohu neztratili z očí. Bývají na něm také pomoc‑ a už desetinu milimetru můžete na dřevě s klidem né rysky umožňující rychlé vynásobení několika oželet. A když víme, že rozměry 10 –10 m mají konstantami blízkými jedné, případně s umocněním atomy, 10 –15 m atomová jádra … tak těch 32 cifer na druhou (přechodem na druhou stupnici). je opravdu nesmyslně mnoho. Jak to, že to funguje? je však přehlednost a současný náhled na více vý‑ Uděláte‑li si sami něco podobného ze dvou měřítek sledků. Pouhým pohledem, bez vyklepávání dalších (na jednom musíte obrátit pořadí čísel), zjistíte číslic, vidíte na spodní stupnici Základu všechny snadno, že tentokrát nemají čísla proti sobě stejný násobky čísla 1,5. A protože na horních stupnicích poměr, ale rozdíl. Podívejte se na obrázek 2 Běžce i Základu je vynesena druhá mocnina, vidíte Bohatou náhradou za malou přesnost na pravítku s dvěma obyčejnými pravítky (s centimetrovou i násobky čísla 1,52 = 2,25 pro určování ploch stupnicí). Posuneme‑li horní stupnici o 4 (centime‑ s rozměrem 1,5krát větším. try), můžeme tak snadno přičítat čtyřku k číslům stupnice Běžce a dostávat čísla na Základu. Stejně Ani dnes nepatří do koše snadno můžeme ovšem odečítat, když Běžec I dnes se může výborně hodit. Vidíte na něm posuneme doleva. totiž jediným pohledem více poměrů zároveň. Můžete pro svého sourozence z první třídy takto Nejen tedy např. že 1:1,5 = 2:3, ale že je to také udělat „bezlogaritmické sčítací pravítko“ s jedinou 1,6:2,4 = 2,2:3,2 = 2,6:3,9 = …Je to k nezaplace‑ dvojicí stupnic ze dvou papírových pravítek! ní, když např. hledáte přiblížení poměrem malých A v tomto dobře pochopitelném sčítání či odčítání je nikoli ještě celý vtip, ale už první celých čísel. Další aplikací jsou speciální „pravítka“, třeba kru‑ Jenže slaměný vdovec taky není ani slaměný, ani vdovec, že? Byla i pravítka válcová a šroubovicová, užívaná zejména pro časté převody jednotek a pro násobení často se vyskytujícími technickými či technologic‑ hové. Tam jednak odpadá problém s Běžcem mimo kými konstantami. Inu: vhodná kalkulačka může pevnou část, jednak automaticky zahrnete vhodnou nyní mít v paměti o hodně víc konstant (případně čátku stupnice Základu (a) do začátku stupnice periodicitu, třeba roku. Na hospodářském „kru‑ i nastavitelných), než je únosné mít rysek na Běž‑ Běžce (b) a přičte ji k vzdálenosti na Běžci, kam hovém pravítku“ je tedy kolem dokola 1 rok, a vy ci – ale dokud nebyla rozvinutá fyzika pevných se díváte nebo kam si ukazujete Jezdcem (c). Jak k datu na vnějším obvodu přičtete dobu uvažované látek, a s ní integrované obvody, tak to jinak nešlo. každý vidí, na délku platí ab + bc = ac, ale není to činnosti vyznačenou na vnitřní otočné části – a vi‑ celé. Druhá půlka vtipu je v tom, že na stupnicích díte ihned nové datum (v přestupném roce musíte není vyneseno číslo – délka ab, ale jeho exponen‑ ovšem občas změnit o jeden den). půlka vtipu. Logaritmické pravítko také vezme délku od za‑ ciální hodnota eab. A protože exponenciála součtu Tato pomůcka není ani logaritmická (nenásobíme, argumentů je rovna součinu exponenciál, tedy stačí nám přičítání a odčítání), ani pravítko (je eac = e(ab + bc) = eab × e bc, čteme na stupnici součin kruhové). Doc. Jan Obdržálek, autor a recenzent učebnic, člen Jednoty českých matematiků a fyziků 3Obr. 3 2 zadaných hodnot a nikoli jejich součet. Kdyby vám snad výsledek měl vyjít mimo pravítko, tak násobitele určíte nikoli tou první, ale tou poslední jedničkou na Běžci (tedy vlastně desítkou) – pře‑ sunete Běžec na druhou stranu, a víte, že výsledek bude desetkrát větší. 17 třípól | www.tretipol.cz ITER jako živý Termojaderné palivo hmotnosti poštovní známky je spoutáno 23 tisíci tunami oceli a omotáno 150 tisíci kilometry supravodivých drátů – to bude tokamak ITER! Zdá se vám těch tun a kilometrů příliš? Vše lidské je těmto číslům na hony vzdáleno? Pokusím se čtenáře přesvědčit o opaku. ITER se svými tunami a kilometry je vlastně jeden velký živý organismus! P očetí: Ačkoliv se to může zdát divné, rodiči Srdcem tokamaku je magnetické pole. Není to ale nového tokamaku vlastně nejsou vědci, ale hmotný sval, je to neviditelné elektromagnetické pole vakuových pump. Kryogenní pumpy nebudou politici. V roce 1985 se spojili M. Gorbačov a Plíce ITER jsou bezesporu dva typy výkonných vytvářené elektromagnety. Supravodivé magnety ITER, zásobovat ITER kyslíkem jako nás naše plíce, ale R. Reagan, aby odsouhlasili postavení energetic‑ to jsou kilometry a tuny drátů. Supravodivá vlákna naopak vakuem představujícím cca milióntinu at‑ kého zdroje, který by odpověděl na otázku, zda je vyrábí Čepecký strojírenský závod v Plazově v Rusku. mosférického tlaku. Helium a vodík se budou čerpat možné civilní využití termojaderné energie. Riziko‑ Játra v tokamaku supluje divertor, který plazma adsorpcí, tedy zachycením molekul čerpaného plynu vé těhotenství však hrozilo potratem. V roce 1998 čistí. Je to dolní část výbojové komory přizpů‑ na vymražené dřevěné uhlí vyrobené z kokosových vzdaly účast USA. Výběr porodnice trval tři roky! sobená k odvádění nežádoucích částic, které by ořechů (Indonésie, ročník 2002). Místem, kde bude ITER vyrůstat, se nakonec stalo zhasínaly fúzní reakci. Nemoci – to jsou v tokamaku nestability francouzské Cadarache, kde letos vysypou cisterny Kostrou tokamaku je vakuová komora s obje‑ (plazmatu). Nebezpečné jsou ELMs (Edge Localized první kubíky betonu do lože velkého 42 hektarů. O mem 1400 m3 a hmotností 8 000 t, na které jsou Modes) a disrupce. Protože nejúčinnější léčbou je otcovství se nyní ucházejí: Evropská unie, Rusko, upevněny ostatní části. Neutronové stínění komory prevence, tak jak ELMs, tak disrupce se budí říze‑ Japonsko, Čína, Indie, Jižní Korea a opět USA! z austenitické oceli – ocelové desky dotované borem ným způsobem, čímž se předchází jejich spontánní‑ - se testují v Rakousku. Vakuově těsná komora je vy‑ mu neřízenému vzniku – stejně jako při očkování. Krev ITER, to je plazma. Ostatně slovo plazma v roce 1928 zvolil Irving Langmuir pro doutnavý výboj podle krevní plazmy. Plazma tokamaku je ionizovaná směs izotopů vodíku – deuteria a tritia. Cévou je prstencová výbojová komora – toroid – v podstatě její vnitřní tzv. první stěna. Tvoří ji stavena teplotnímu gradientu 150 miliónů K/≈3 m. ITER se poprvé nadechne kolem roku 2018. Pokud Kůže tokamaku, to je dutinový kryostat naplněný bude vitální, cesta k civilnímu využití fúzní energie heliem zajišťující tepelnou „pohodu“ zařízení. Póry bude volná! jsou průchody v kryostatu. 3Průřez supravodivým kabelem: supravodivá vlákna z Nb3Sn a Cu jsou rozdělena do šesti žil kolem šroubovice protékané tekutým heliem. Kabel je chráněn nerezovým pláštěm. Mozek ITER bude počítačový program fungující panely z feriticko-martensitické nerez oceli pokryté v prostředí CODAC přijímající řadu parametrů, které mu mědí a pak beryliem. Na konstrukci této cévní stěny dodá 55 diagnostik. Bude schopen vyhodnotit vstupní se podílí Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská data a během desítek mikrosekund zadat příslušné Praha a Ústav jaderného výzkumu Řež, a. s. řídicí povely zdrojům vytvářejícím a hlídajícím plazma. Milan Řípa ,Magnetické pole Magnetický systém tokamaku ITER tvoří nejméně čtyři soustavy elektromagnetů. Tisícitunový Centrální solenoid je primárním vinutím transformátoru, který v plazmovém „sekundáru“ indukuje proud 17 MA ohřívající plazma. Osmnáct cívek toroidálního pole, po 360 t, spolu s magnetickým polem proudu plazmatu tepelně izoluje plazma. Šest cívek poloidálního pole plazma stabilizuje. Nepřepra‑ vovatelné cívky č. 2 až 6 (Ø až 24 m) se budou navíjet v Cadarache, v budově s půdorysem 253 × 46 m a výškou 19 m. Osmnáct korekč‑ ních cívek kompenzuje chyby výroby/instalace hlavních cívek. Jako supravodivé materiály slouží slitiny Nb3Sn a NbTi. Celkem 48 cívek tokamaku ITER, to je 9800 tun, spotřebuje 187 km supravodiče. Magnetické pole toka‑ maku ITER velikosti 10 Tesla je 200 tisíckrát větší než pole Země. Energii 51 GJ magnetic‑ kého pole má letadlová loď Charles de Gaulle o hmotnosti 38 000 t plující 50 km/hod. ,Zdroj www.iter.org 18 Červen 2010 Island, Island, Island… Sopka Eyjafjöll ukázala zuby v okamžiku, kdy právě končila první dekáda jedenadvacátého století. Ale to byl teprve začátek – její starší a větší sestra Katla splnila předpovědi a vybuchla jen o dva roky později. Málokdo byl ochoten věřit, že nastane sopečné léto, a už vůbec nikdo nevěřil, že tohle sopečné léto bude trvat celých pět let. Teploty v Evropě sotva přesáhly patnáct stupňů Celsia a majitelé solárních elektráren splakali nad výdělky. J už byl obsazený opačným efektem. Ledové léto Mikronézany a Holanďany, ale ostatní národy to tak nějak nesedělo ke klimatu, které bylo tímto braly jen jako mírný problém. efektem nastartováno, až se nakonec ujal nápad Naštěstí ledové krystalky rychle sublimovaly jednoho novináře, zoufale se snažícího být origi‑ a po pouhých čtyřech letech se zcela ztratily. nální, a tak jsme měli na celé Zemi icewarming – A protože v roce 2062 skončilo období klimatic‑ ledoteplení. Dřívější mírné pásmo získalo výhodu ké nestability, počasí se vrátilo tam, kde bylo dvou sklizní, spotřeba plynu na vytápění klesla před více než osmdesáti lety. Desao je dnes na polovinu, což téměř přivedlo ke státnímu už jen vzpomínkou v učebnicích vulkanologie bankrotu Rusko, zato výrobci klimatizací si stejně jako ve dvacátém století byla Krakatoa už mnuli ruce. K velkému překvapení hladiny oceánů jen legendou. stouply jen o půl metru, což sice znervóznělo Pagi enže to ještě nikdo netušil, že příroda má v rukávě schované ještě něco úplně jiného. Sopky na Novém Zélandu jsou známé, ale jen málokdo ví, že to je jen jižní okraj vulkanic‑ kého pásu, který končí souostrovím Tonga. Asi tak uprostřed mezi nimi, v téměř dvoukilometrové hloubce, se třiadvacátého dubna 2046 otevřel nový vulkán Desao. Několik kubických kilometrů lávy se vylilo z hlubin a svým teplem proměnilo vody ve svém okolí v jediném okamžiku v páru. Ta vytryskla vzhůru silou několika vodíkových pum a vyrazila do výše rychlostí téměř pěti kilometrů za sekundu. Pára jako šíp prorazila atmosféru a dostala se až do výšky přes deset kilometrů, kde se rozevřela do ohromného hřibu. Šedesátistupňo‑ vý mráz při tlaku jedné pětiny atmosféry proměnil páru v mikroskopické ledové krystalky, které se díky svým malým rozměrům dokázaly ve výškách vznášet velmi dlouho. Modř oblohy se změnila v pruhy duhových barev a Slunce i Měsíc tak získaly nové odstíny, které nikdo předtím nezažil. Krystalky ledu měly zvláštní schopnost – pro‑ pouštěly sluneční paprsky téměř beze ztrát, jenže směrem k zemi působily jako nepatrné, ale až příliš početné reflektory, které zpět vracely téměř polovinu světla a tepla, odráženého a vyzařované‑ ho zemským povrchem. Lingvisté si lámali hlavy, jak tenhle klimatický oříšek pojmenovat, když název „sopečné léto“ % ,WWW »» www.tretipol.cz/779-inercialnielektrostaticke-udrzeni »» www.tretipol.cz/624-wwwatomicarchivecom »» www.tretipol.cz/492-ekologicka-dalnicea-biomasa »» www.tretipol.cz/420-compass-d-novy-smervyzkumu-fuze-v-cesku »» www.tretipol.cz/385-iter 3Finalisté hry se 4500 účastníky s cílem „prodat“ tokamak 342 3 ha v Cadarache je připraveno na stavbu tokamaku ITER »» www.tretipol.cz/284-termojaderna-fuzepro-kazdeho 19 3Obr. 3 1 Při ohybu slupky se některé komůrky stlačí a tlak uvnitř se zvýší 3Hlavně 3 se nespálit! Pomerančový ohňostroj 3Obr. 3 2 Některé prasknou a vytvoří se jemná velmi hořlavá mlha Proč mají pomeranče hořlavinu ve slupce? Pomerančový plod je stvořen tak, aby přilákal větší zvířata. Ta poté, co ho snědí, odnesou a vytrousí Asi znáte pomeranče jen jako dobré ovoce. Objevte jejich další vzrušující vlastnosti a udělejte si pomerančový ohňostroj! jeho nestravitelná semena (spolu s hromádkou báječného hnojiva) někde daleko od stromu. Zde pak může vyrůst nová generace pomerančovníků. Bylo by tedy nežádoucí, kdyby pomerančový plod Jak na to? Co se stalo? Zapalte svíčku a ujistěte se, že nemáte ruku, vlasy Poté, co „pomerančový spray“ dosáhne plamene, chráněna proti vodě a pro plíseň je tak obtížné pro‑ ani nic hořlavého nad a za plamenem svíčky! vytvoří se poměrně působivá ohnivá koule. V pome‑ niknout dovnitř. Oleje jsou také jedovaté a odpudi‑ Teprve pak šikmo zespoda přibližte k plameni rančové slupce jsou totiž malé komůrky obsahující vé pro hmyz (proto se extrakty z citrusů používají i pomerančovou slupku. Držte ji vnější stranou ke olejovitou látku. Když slupku ohnete a stisknete, jako repelenty). Zároveň jsou velmi hořlavé. svíčce a ohněte, až z ní vystříkne oranžová mastná komůrky se stlačí. Mnohé z nich prasknou a pod kapalina. Nasměrujte tento výtrysk do plamene – tlakem se jejich obsah dostane nad plamen svíčky budete překvapeni výsledkem. jako drobné kapky. Buďte opatrní! Průběh pokusu může být mnohem bouřlivější, než jste očekávali! podlehl plísni nebo hmyzu. Obsahem olejů je slupka Podle Dave Ansella, Olejovitá mlha je tvořena hořlavými uhlovodíky, ,WWW které se při vystříknutí dobře promísí se vzduchem. Vzdušný kyslík má přístup k olejovým kapičkám ze všech stran, takže směs velmi rychle vzplane. Robot žere slimáky! www.thenakedscientist.com »» www.ias.uwe.ac.uk/People%20Pages/ikelly/tta.htm Noční můra možná jeden z důvodů byl), ale že jsou dostatečně Každý zahrádkář jistě zná tu noční můru – hla‑ pomalí, takže robot s jejich odchycením nebude mít dové plže, které není možné rozumně vyhubit žádné potíže. Mohli bychom vytvořit robota, který ani od návštěvy záhonů odradit. Lze je lákat loví třeba zebry, ale začali jsme skromněji s plži, říka‑ na otrávené návnady, nasazovat na ně cizopasné jí vědci. Jejich výtvor zvaný slugbot (slug je anglicky Je temná letní noc. Srpek měsíce občas vykoukne hlístice anebo přikročit k účinné, ale namáhavé slimák) se náhodně pohybuje terénem a na cestu skrze mraky a odhalí stín skrčené postavy. metodě. Za šera s baterkou slimáky sbírat a poté si svítí červeným světlem. Pokud narazí na slimáka, Neznámý se tiše plíží odlehlým koutem zahrady. (podle útlocitnosti zahrádkáře) hubit či odnášet pozná ho snadno podle specifického odrazu záření. Mezi jeho prsty náhle probleskne ostrý paprsek do dalekých lesů. Následně robot svou oběť uchopí do kleštiček baterky a osvítí řádky kapusty. Světlo pozvolna Žijeme ve světě vědeckotechnického pokroku, a tak na dlouhém ramenu a vhodí do přihrádky na svém klouže z jedné zelené hlavy na druhou, když tu… se skupina vědců z bristolské univerzity rozhodla trupu. Když je přihrádka plná, robot se vrátí ke své Ano, jsou tu! Lačně se zakusují do křehkých zele‑ sběr slimáků zautomatizovat. Sestrojili robota, který dobíjecí jednotce a slimáky do ní vhodí. Ti uhynou ných lístků a z jejich boků zvolna stéká sliz. Tady! dělá víc, než jen sbírá plže. Měl by se stát plnohod‑ a postupně se rozloží na metan, který poslouží k vý‑ A ještě jeden a ještě! Celá invaze! Slimáci!!! notným autonomním predátorem, který by takřka bez robě elektrické energie a k dobíjení robota. zásahu člověka střežil klid našich zahrad. Pokud se podaří projekt dotáhnout do finále, 3Detail 3 ramene pro sběr slimáků Slugbot Slimáci byli vybráni ne snad proto, že by autorům robota dlouhodobě plundrovali pozemky (i když i to budete si již brzy moci koupit prvního autonomního robotího predátora, a ještě navíc ochránit úrodu na své zahrádce! Edita Dufková 3Slimáci 3 osvícení bílým světlem (vlevo) a světlem červeným