Stáhnout čtvrtý díl časopisu v PDF.

MATERIÁLY PRO NOVÉ TISÍCILETÍ
04/2013
registrační číslo projektu CZ.1.07/2.3.00/35.0009
TA plazma není TO plazma
Trénuj jako KOSMONAUT
a nikdy se nevzdávej!
Letem termojaderným
světem,
část 4.
PORADÍ SI NIF s novými
problémy?
ZAČÍNÁME
Seznamte se
s projektem Materiály
pro nové tisíciletí
Materiály pro nové tisíciletí jsou koncipovány
jako projekt popularizace vědy a výzkumu.
Projekt je zaměřen na 3 důležité oblasti, jejichž činnost je provázána na řadu dalších.
Jedná se o:
• popularizaci v oblasti materiálového
výzkumu (jakožto základního stavebního kamene dalších vědních a konstrukčních oborů);
• popularizaci v oblasti kosmu, astronomie a jevů ve vesmíru;
• popularizaci v oblasti řízené termojaderné fúze.
V současné době právě v těchto odvětvích
chybí celé dvě generace výzkumných pracovníků. Vysoké školy stále trpí nedostatkem
schopných mladých vědců, kteří by neodcházeli do soukromé sféry či do zahraničí.
Věříme, že vytvoření komplexních popularizačních materiálů spolu s informovaností
žáků, studentů i jejich pedagogů povede ke
zlepšení konkrétních kompetencí pracovníků a zajistí udržitelnost vědy a výzkumu i pro
další generace.
Realizovaný projekt je podpořen v rámci
Operačního programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost, konkrétně v oblasti podpory 2.3 - Lidské zdroje ve výzkumu a vývoji.
Období realizace projektu je 01.07.2012 30.06.2014.
ŽADATEL PROJEKTU
Vítkovice - výzkum a vývoj - technické
aplikace a. s.
www.vitkovice.net
2 MAT21
PARTNEŘI
Asistenční centrum, a.s.
www.asistencnicentrum.cz
Česká kosmická kancelář o.p.s.
www.czechspace.cz
Ústav fyziky plazmatu AV ČR, v.v.i.
www.ipp.cas.cz
CÍLOVÉ SKUPINY
• žáci základních a středních škol z 5
zapojených krajů (zájemci o vědecko-výzkumnou práci);
• pedagogičtí pracovníci základních
a středních škol (pracovníci v oblasti
seznamování žáků s výzkumem a vývojem);
• studenti prvního stupně terciárního
vzdělávání (bakalářského studia)
v technických studijních oborech (zájemci o působení ve vědeckých oborech).
HLAVNÍ AKTIVITY
• cykly přednášek;
• dny otevřených dveří u žadatele
a partnerů;
• účast na výstavách, sympoziích
a konferencích;
• vydávání publikací;
• semináře pro pedagogické pracovníky;
• natočení krátkých popularizačních
filmů;
• celoroční kroužek pro žáky základních a středních škol;
• další vzdělávání v oblasti soft skills;
• interaktivní webové stránky.
EDITORIAL
Úvodní
slovo
k projektu
Vážení čtenáři a čtenářky,
dostává se vám do ruky 4. číslo našeho časopisu MAT21, které jak
doufáme, se vám bude líbit stejně, jako ty předchozí. V tomto čísle naleznete pokračování cyklu o termojaderné fúzi včetně dalších článků
souvisejících s projektem ITER. Nejen pro ty, které téma termojaderné fúze zaujalo, je na konci časopisu umístěna vystřihovánka modelu
tokamaku MAST.
Věříme, že i další projektové aktivity vám přinesou něco nového a zajímavého.
Za realizační tým projektu „Materiály pro nové tisíciletí“
Ing. Miloš Soukup
Asistenční centrum, a.s.
V rámci projektu v uplynulých měsících došlo k realizaci Návštěvních
dní na Ústavu fyziky plazmatu AV ČR, v.v.i. Tyto aktivity byly zahájeny
v průběhu dubna a pro zájemce budou s ohledem na velký zájem pokračovat až do konce září tohoto roku.
V průběhu měsíce května a června se k vedoucím celoročním kroužkům postupně dostávaly mnemotechnické pomůcky, které napomohou přípravě zajímavých pokusů a projektů s cílem motivovat členy
kroužků k další aktivitě a podpoře zájmu o vědu a techniku.
OBSAH
3
4–5
6
7
8–9
10–11
12–13
Úvodní slovo k projektu
MAGNETY pro magnetická udržení
PORADÍ SI NIF s novými problémy?
TA plazma není TO plazma
Letem termojaderným světem, část 4.
KALENDÁRIUM
Zajímavosti z domova i ze světa,
Zákony Chucka Norrise, Fyzikální veličiny
a velikáni
14
15–16
17–18
19–20
21–23
24
25–26
27–28
PLANETÁRIUM v Brně
OBAL není OBÁLKA
TEPLOTA a TEPLO – dvě rozdílné veličiny
Trénuj jako KOSMONAUT a nikdy se nevzdávej!
Kterak PLACHTIT ve vesmíru
Skutečná cesta ZA SNEM
KALENDÁŘ AKCÍ
TOKAMAK MAST
Materiály pro nové tisíciletí 04/2013 | Datum vydání: 18. 06. 2013 | Místo vydání: Ostrava - Poruba
Vydavatel: Vítkovice - výzkum a vývoj - technické aplikace a. s., IČ 27677257, Ostrava, Poruba, Studentská 6202/17
Periodikum: čtvrtletník | Náklad: 200 ks | Evidenční číslo: MK ČR E 21088
Autor: kolektiv autorů | Kontakty: [email protected], http://www.materialy21.cz
Tento časopis vzniká s přispěním Evropského sociálního fondu a státního rozpočtu České republiky v rámci projektu
Materiály pro nové tisíciletí (registrační číslo CZ.1.07/2.3.00/35.0009).
MAT21 3
TERMOJADERNÁ FÚZE
MAGNETY
pro magnetická udržení
Nejúspěšnější zařízení pro výzkum termojaderné fúze se jmenuje tokamak. Pro pozorného čtenáře předchozích čísel MAT21
žádné překvapení. Pozorný čtenář také ví,
že tokamak patří do skupiny tak zvaného
magnetického udržení (na rozdíl od laserové fúze, která reprezentuje inerciální udržení). My, obdivovatelé tokamaku, zůstaneme u magnetického pole.
Tokamak je doslova obalený elektromagnetickými cívkami nejrůznějších typů a úkolů.
Základní funkce magnetického pole v tokamaku, podle které se celý směr jmenuje, je
izolace horkého plazmatu od stěn vakuové
nádoby. K tomu slouží toroidální magnetické pole. Pole je buzeno cívkami toroidálního
pole, což není nic jiného, než do kruhu stočený solenoid, který i bez velké představivosti připomíná poledníky zeměkoule. Ovšem
neméně důležité je magnetické pole centrálního solenoidu, což opět není nic jiného,
než přerostlý transformátor, respektive jeho
primární vinutí. A co že je sekundár? Sekundárním vinutím je jediný závit – provazec
plazmatu kruhového = toroidálního tvaru.
Mimochodem centrální solenoid tokamaku
ITER bude mít šest pater – šest nezávisle
napájených vinutí. Centrální solenoid transformátoru zapálí ve vakuové komoře výboj
a ohřeje výbojové plazma průchodem elektrického proudu. Dalšími rozměrnými vinutími je šest cívek poloidálního pole ovíjejícího
v rovnoběžkovém směru vakuovou komoru
včetně cívek toroidálního pole.
Podotýkám, že se můžete setkat s pojmenováním centrálního solenoidu jako cívky poloidálního pole, což je vlastně pravda, protože
magnetické pole této obrovské cívky o průměru 4,1 metru a výšce 13,5 metru má poloidální směr. Je připraven na 30 000 pulsů,
kdy v jednom pulsu vybudí elektrický proud
15 megaampérů tekoucí 400 sekund. Tokamak pod svými křídly, lépe řečeno ve svém
kryostatu, skrývá řadu dalších vinutí jako
korekční cívky, rezonanční poruchové cívky,
z nichž některé jsou dokonce uvnitř vakuové
komory, jiné nejsou supravodivé.
4 MAT21
Centrální solenoid
6 cívek
Cívka poloidálního pole (PFC)
6 cívek
Á propos supravodivé? Elektrické proudy tekoucí cívkami velkého tokamaku jsou značné, řádově tisíce ampér. Takové toky už dokáží svoje vodiče pořádně dohřát. Nebyl by
pro ně problém měděný drát roztavit. Asi vás
napadne měď chladit, ovšem to byste jen
na chlazení potřebovali takový výkon, že by
elektrárna stačila vyrábět sotva pro sebe
a do rozvodné sítě by neposlala ani miliwat.
Stejně jako větrná elektrárna, když nefouká
vítr, stejně jako sluneční elektrárna, když nesvítí Slunce nebo tepelná elektrárna, když
management nenakoupí uhlí.
Řešení? Řešením je supravodivý materiál.
Supravodič vychlazený na teplotu kapalného
helia neklade elektrickému proudu žádný odpor a supravodič se nezahřívá. Energetická
bilance tentokrát zneuctěním pojmu elek-
Cívka toroidálního pole (TFC)
18 cívek
Rozložení hlavních souborů cívek tokamaku ITER (CCEF).
Zdroj: http://jolisfukyu.tokai-sc.jaea.
go.jp/fukyu/mirai-en/2010/img/honbun/3-2.jpg
trárna nehrozí. V mezinárodním tokamaku
ITER se budou používat dva typy supravodičů. Liší se intenzitou magnetického pole, při
které supravodivost zmizí. Nb3Sn je supravodivé do 14 tesel a použije se na centrální
solenoid a cívky toroidálního pole, zatímco
na cívky poloidálního pole „stačí“ lacinější
NbTi, který ovšem ztrácí supravodivost už při
7 teslách. Nb3Sn se musí tepelně zpracovat,
což zvýší jeho křehkost a i náchylnost k poškození. Pak jsou tu vysokoteplotní supravodiče použité na tak zvané - feeders, které
plní úlohu oslího můstku mezi měděnými
vodiči na atmosférickém tlaku a supravodiči nacházejícími se v termoizolačním vakuu
kryostatu.
Představa, že na internetu najdete firmu,
která vyrábí supravodič, například křehký
TERMOJADERNÁ FÚZE
Centrální solenoid.
Schéma použito s laskavým svolením ITER.
Zdroj: http://www.iter.org/
img/resize-300-90/www/
content/com/Lists/Stories/Attachments/1486/
cs.jpg
Nb3Sn, napíšete objednávku a počkáte, až
vám vyrobí žádanou cívku pro tokamak ITER,
je lákavá, avšak naprosto zcestná. Do doby,
než se začal stavět mezinárodní tokamak
ITER, celý svět ročně vyráběl patnáct tun
tohoto materiálu. Už dnes je pro ITER vyrobeno 400 tun Nb3Sn, což představuje 85 %
supravodiče pro cívky toroidálního pole. Supravodivý drát vyrábějí kromě Indie všichni
partneři ITER organization (IO), to je pět států a Evropská unie, což obnáší osm společností. Kupříkladu supravodič pro centrální
solenoid vyrábí Japonsko a USA vyrobí nosnou konstrukci a dodá tak IO celý centrální
solenoid. Pro cívky poloidálního pole číslo
1 a 6 vyrobila Evropská unie ve spolupráci
s Ruskem 80 tun supravodiče NbTi, pro cívky 2 a 5 zaregistrovala Čína 50 tun. Asi vás
napadne, že vyrábět poměrně sofistikovaný
kabel v tak obrovském množství v osmi výrobních společnostech není nic jednoduchého. Dohled nad výrobou všech supravodičů
včetně jejich „okolí“ má Conductor Databa-
se. Ta má online přehled, kolik čeho je právě vyrobeno a v jaké kvalitě. Než je výrobek
zařazen do Conductor Database, musí projít
přísnými zkouškami, které zaručí, že supravodič splňuje kritéria ITER organization.
V roce 2010 zkoušky na švýcarském zařízení Sultan ukázaly, že dodané supravodiče při zátěži degradují a ztrácí požadované
parametry. IO okamžitě vypsala úkol najít
příčinu a především nalézt způsob jak závadu odstranit. Za jeden milion eur se objevilo
řešení v laboratořích americké Oxford Superconducting Technology. Řešení se jmenuje
„short twist pitch“. Snad bychom řekli „ostrý
úhel stoupání“? V tuto chvíli je přesný překlad vedlejší. Důležité je, že degradace zmizela a parametry supravodiče jsou dokonce
lepší, než kritéria IO požadují.
známa složeným ze spousty krůčků po neprozkoumaných cestách a představuje tak
velmi intenzivní výzkum a na druhé straně
vyspělost zúčastněných partnerů umožňující
výzvy, které se během výroby zákonitě objevují, řešit. Neméně závažné a povzbudivé
zjištění popsaného příběhu spočívá v důkazu, že cyklická degradace není vnitřní vlastností supravodiče Nb3Sn typu CICC.
Supravodivé cívky jsou typu „Cable-in-Conduit Conductor (CICC)“, tedy „vodič typu
oplášťovaný kabel“. V supravodiči centrálního solenoidu je 576 supravodivých drátů
smotaných do kabelů na způsob lana uloženo v pěti vrstvách a před smotáním smíšeno s 288 měděnými vlákny. Celková délka
vláken pro cívky toroidálního pole činí 8 000
kilometrů. Měď funguje jako poslední záchrana při náhlé ztrátě supravodivosti, kdy
částečně nahrazuje bývalý supravodič. Kabely ovíjejí spirálu protékanou tekutým heliem. Kabel je pak uložen do ocelového pláště
čtvercového průřezu, který ho chrání před
mechanickým namáháním. To bude zajisté
značné, uvážíme-li přítomnost silných magnetických polí. Hmotnost cívek toroidálního
pole bude činit 6 500 tun.
Japonská agentura pro atomovou energii
již vyrobila několik vzorků supravodiče typu
„short twist pitch“ a testy na švýcarském
Sultanu potvrdily vynikající pověst nové konfigurace.
Uf!
Milan Řípa
Uvedený příklad na jednu stranu ukazuje
obtíže při konstrukci obrovského tokamaku,
kdy už samotná stavba je krokem do ne-
Zdroj:
volně podle ITER newsline –
www.iter.org/newsline
Arnaud Devred, vedoucí sekce IO Supravodičové a pomocné systémy, nazval tuto sbírku
vyrobenou různými továrnami používající různé techniky „Zoologickou zahradou vodičů
pro toroidální pole“. Na zakázce supravodiče
se podílí šest Domácích agentur ITER.
Schéma použito s laskavým svolením ITER.
Zdroj: http://www.iter.org/img/resize-250-90/www/content/com/Lists/Stories/Attachments/1541/strand%20zoo.jpg
MAT21 5
TERMOJADERNÁ FÚZE
PORADÍ SI NIF
s novými problémy?
Americká Lawrencova národní laboratoř
v Livermore (LLNL) uvedla před dvěma lety
do plného provozu zařízení National Ignition Facility (NIF), které má, v souladu se
svým názvem, zažehnout termojadernou
fúzi. Toto zařízení by mělo fúze dosáhnout pomocí tzv. inerciálního udržení, při
kterém plazma „udržuje“ pohromadě jen
vlastní setrvačnost paliva, tj. těžkých izotopů vodíku.
Ke stlačení kapsle s palivem a zahřátí na potřebnou teplotu dochází díky extrémně výkonným laserům. Laserový svazek je prostřednictvím složité optiky rozdělen a rozveden do
téměř dvou set samostatných paprsků.
Tyto paprsky míří symetricky ze všech směrů do ohniska kulové nádoby, kde je uložena
zlatá dutinka s palivovou kapslí o průměru
jen něco přes milimetr. Obrovská energie
laserů uvolněná během velmi krátkého pulsu stlačí palivovou kapsli na hustotu stokrát
větší, než má olovo, a zahřeje ji na desítky
milionů stupňů. Kulová nádoba je zkonstruována tak, aby vydržela explozi této kapsle.
Bohužel je tento koncept od skutečně produktivního provozu dál než tokamaky. Vědci získali dostatek financí na NIF také díky
tomu, že se jedná převážně o vojenský projekt, který má simulovat podmínky při jaderném výbuchu. Klasické jaderné testy se totiž
v USA od roku 1992 neprovádějí, a vojenští
experti někde potřebují ověřovat své matematické modely.
NIF je zatím od zapálení fúze daleko. Prostřednictvím jaderných reakcí se v zařízení
uvolňuje jen asi 10 % energie, kterou do něj
vědci pomocí laserů pumpují. A to navzdory
tomu, že matematické simulace předpovídaly, že by při současných parametrech laserových pulsů mělo být fúzní zesílení investované energie větší než jedna, že by mělo nastat
lavinovité fúzní hoření. Dochází zřejmě k nečekaným rozptylům energie laserů na kapsli.
Vedení Lawrencovy národní laboratoře teď
6 MAT21
Napojení laserových tras na kulovou nádobu experimentu NIF.
Fotografie použita s laskavým svolením LLNL.
Zdroj: https://lasers.llnl.gov/multimedia/photo_gallery/images/target_area/large/nif-040916185_06.jpg
zvažuje další postup. Jedním z kroků, které
může podniknout, je přestavba zařízení na
přímý ohřev. Při současné konfiguraci jsou
lasery zaměřeny na zlatou dutinku obklopující palivovou kapsli, tím dochází k emitování rentgenového záření na atomech kovu
a až toto záření ohřívá a stlačuje palivo. Při
přímém ohřevu paliva lasery se vynechává
dutinka, což klade větší nároky na přesnost
laserů a symetrii jejich uspořádání. Na druhou stranu se již používá v jiných, menších
laboratořích. Někteří vědci si také myslí, že
použité pevnolátkové lasery nejsou k tomuto
účelu vhodné a už se nemají kam rozvíjet.
Znovu se také mluví o nahrazení laserů extrémně silným elektrickým výbojem (pinčem).
Nejvýkonnější zařízení pro tyto experimenty
zvané Z-machine stojí v Národních laboratořích Sandia, Albuquerque (viz foto na str. 8).
NIF se teď zřejmě zaměří na objasnění podstaty jevů, které zabránily zažehnutí fúze.
Jak se totiž ve fyzice často stává, i tato komplikace může nakonec otevřít fyzice nové obzory a přinést nějaký užitek. A pak je tu ještě
armáda se svými jadernými testy. To, že NIF
nesplnil očekávání v inerciální fúzi tedy rozhodně neznamená, že zůstane bez práce.
Jan Mlynář, Ondrej Ficker
Zlatá dutinka pro kapsli.
Fotografie použita s laskavým svolením LLNL.
Zdroj: https://lasers.llnl.gov/multimedia/
photo_gallery/images/target_area/large/nif1209-18047.jpg
Uchycení dutinky ve velké kulové nádobě
experimentu NIF.
Fotografie použita s laskavým svolením LLNL.
Zdroj: https://lasers.llnl.gov/multimedia/
photo_gallery/images/target_area/large/nif1209-18051.jpg
TERMOJADERNÁ FÚZE
TA plazma není TO plazma
„Kdyby nic jiného, tak si zapamatujte, že
slovo plasma označující ionizovaný plyn je
rodu středního, zatímco plasma popisující
látku organického původu, je rodu ženského!“, kladu na srdce posluchačům při každé přednášce uvádějící zájemce do světa
termojaderné fúze. Čeština je jediný jazyk
na světě, který uvědoměle vzdává hold
Irvingu Langmuirovi, který pojem plazma
pro ionizovaný plyn v roce 1927 zavedl.
Ptáte se jak?
Tým pozdějšího nositele Nobelovy ceny za
chemii za rok 1932 Irvinga Langmuira, který
studoval výboje v parách rtuti, byl postaven
jednu chvíli před zajímavý úkol: „Jak nazývat
nepříliš známý stav látky, s kterou se dnes
a denně setkávali ve výbojce?“. Pánové kroužili kolem názvů jako „homogenní výboj“,
„jednotný výboj“, „rovnovážný výboj“. Tmavá
místa obklopující elektrody inspirovala k pojmenování jako „aura“, „halo“, ale marně.
Stále to nebylo ono.
Irving Langmuir.
Fotografie použita s laskavým svolením
ITER.
Zdroj: http://www.iter.org/img/resize-230-90/www/content/com/Lists/
Stories/Attachments/1571/portrait-langmuir-900w.jpg
„Historie si nepamatuje objevitele, ale toho,
kdo objev pojmenuje. Vzpomeňte na naší
zemi: Kryštof Kolumbus ji objevil a jmenuje
se podle Ameriga Vespuciho,“ prohlásil prý
tehdy Langmuir. Nešťastní potenciální kmotři už boj pomalu vzdávali, když tu se objevil
Langmuir a triumfálně prohlásil: „Mám to!“
Irving Langmuir toho památného dne řekl:
„Stejně jako krevní plazma přenáší červené
či bílé krvinky, proteiny, hormony a mikroby,
naše neznámá v sobě skrývá ionty, elektrony
a neutrální částice pracovního plynu a nečistot. Budeme ji nazývat plazmou.“ Pardon,
„…budeme ho nazývat plazmatem.“
V tuto chvíli na scénu vystupuje náš rodný
jazyk český, který jako jediný na světě vzdává hold velkému fyzikovi či spíše chemikovi
a striktně rozlišuje Lamgmuirův vzor – krevní
plazmu – a její kopii – Langmuirem pojmenovaný ionizovaný plyn. Jako vše nové se nesetkalo pojmenování plazma v řadách fyziků
se všeobjímajícím nadšením. Nu zvykli jsme
si. Za kuriozitu můžeme považovat žádosti
z medicínských kruhů o separáty článků, které pronásledovaly Lamgmuira ještě dlouho
po roce 1927. Považovali totiž lékaři ionty za
proteiny. Nu a novináři si pletou pojmy s dojmy
– plazmu s plazmatem - i 80 let po revoluci.
Langmuir je mezi začínajícími fyziky plazmatiky známý ani ne tak jako autor pojmenování
jejich zájmu, ale jako autor sondy, která nese
jeho jméno, snad nejjednoduššího a nejstaršího prostředku pro diagnostiku plazmatu.
Drátek vložený do plazmatu připojený na
měřič elektrického proudu a napětí dokáže
neuvěřitelné věci. Zjistíte hustotu, teplotu
plazmatu a dokonce i jeho potenciál v místě
měření. Současné tokamaky používají desítky těchto „hustoměrů“ současně. Nejrůznějších modifikací. Kupříkladu takzvané rektifikační sondy, které musí počítat s velkou
teplotou termojaderného plazmatu. Tepelný
tok na sondu ji dokáže snadno zlikvidovat.
Aby plazma nemělo čas sondu roztavit, sonda se do okrajového plazmatu pneumatickou puškou vstřelí a vytáhne dříve, než se
plazma vzpamatuje.
Částečně či plně ionizovaný atom je takový,
který při srážkách s ostatními atomy ztratil
alespoň jeden nebo všechny elektrony svého
elektronového obalu. Předpona „kvazi“ znamená téměř, ne úplně. Plasma je a není elektricky neutrální. Příroda nedovolí plazmatu
vlastnit ani o jeden náboj jednoho znaménka více než je nábojů znaménka opačného.
Zvenčí je tedy plazma elektricky neutrální,
ovšem uvnitř plazmatu se setkáme jak elektrickým, tak magnetickým polem.
PLAZMA – ionizovaný plyn - se pyšní
přesnou definicí, ale my si vystačíme
s následujícím popisem: „Plazma je
kvazineutrální soubor částečně či plně
ionizovaných atomů a neutrálních částic vykazující kolektivní chování.“
Kolektivní chování je důsledek dalekodosahových elektromagnetických sil, kterými na
sebe jednotlivé nabité částice působí. Libovolná částice je ovlivňovaná kolektivem kolegyň a sama na kolektiv působí. Odtud kolektivní chování. Projevem kolektivního chování
je výskyt řady vln a nestabilit v plazmatu.
Více jak 99,97 % známé hmoty ve Vesmíru
je ve stavu plazmatu. Na Zemi se plazma
vyskytuje zřídka, ale vyskytuje. Výboje všeho druhu ať už přírodní nebo umělé: Polární
záře, blesk, oheň, jiskry, neonové reklamy,
laboratorní plazma. Zcela ojedinělé postavení zaujímá sluneční plazma, které je inspirací
jak uvolnit jadernou energii v pozemském
plazmatu pomocí termojaderné fúze. Třeba
pro výrobu elektřiny. Ale o tom až jindy.
Vesmírné plazma.
Fotografie použita s laskavým svolením ITER.
Zdroj: http://www.iter.org/img/resize-300-90/
www/content/com/Lists/Stories/Attachments/1196/dm_esa.jpg
Pan Langmuir by se asi divil, že plazmová televize je dnes běžnější vybavení domácnosti, než v jeho době byla bakelitová krabička
zvaná rádio!
Milan Řípa
Zdroj:
volně podle ITER newsline - www.iter.org/
newsline
MAT
MAT21
21 7
TERMOJADERNÁ FÚZE
Letem termojaderným
světem,
část 4.
Impozantní výboj na zařízení Z-Machine.
Zdroj: http://www.sandia.gov/z-machine/
wp-content/gallery/nexgen-gallery/arcs-and-sparks.jpg
Čtyřdílný průvodce fúzním světem končí.
Byl stručný, jak určoval povolený objem
v časopisu. Mnohé nebylo vyřčeno, ale
zájemce má velké možnosti ať už v níže
vyjmenované literatuře nebo na webových adresách. Aniž bych se bál nařčení
z ješitnosti, s uspokojením konstatuji, že
během pěti let vyšly v češtině hned dvě vědeckopopularizační knížky o fúzi. Překlad
vynikající „Fúze – energie vesmíru“ pánů
McCrackena a Stotta a třetí vydání knihy
„Řízená termojaderná fúze pro každého“
sehrané čtveřice Řípy, Mlynáře, Žáčka
a Weinzettla z Ústavu fyziky plazmatu AV
ČR, v.v.i. Shodou okolností se připravuje
8 MAT21
reedice poslední knížky, která bude obohacena o tolik potřebný rejstřík a zajímavou kapitolou o analogii vesmírného a tokamakového plazmatu. Nu a právě vyšla
anglická verze druhého vydání Fusion: The
Energy Of The Universe s novou kapitolou
o tokamaku ITER, novou kapitolou o velkých inerciálních zařízením (NIF, Laser Megajoule, HIPER, FIREX). Nu, že bychom rádi
druhé vydání přeložili, o tom nepochybujte.
Seznamte se impozantním pinčovým experimentem Z-machine, hybridním reaktory
a věčným glosátorem geniálním fyzikem Arcimoviče. Že už ho znáte? Tím lépe si zapama-
tujete jeho výrok...ale nechte se překvapit.
Je to poslední věta čtyřdílného seriálu!
Nesmíme ovšem zapomenout na hybridní reaktory, ve kterých fúze v jádru reaktoru slouží jako zdroj vysokoenergetických neutronů
pro transmutaci podkritického množství jaderného odpadu štěpných atomových elektráren umístěného v obalu reaktoru. Existují
ideje fúzní části na principu tokamaku i na
principu laserové fúze. Konečně připravovaný ITER je svým způsobem hybridní reaktor.
V centrální části vakuové komory bude probíhat fúzní reakce deuteria a tritia a v obalu
obklopující termojaderné plazma budou ne-
TERMOJADERNÁ FÚZE
Zbytky „fúzní“ laboratoře na argentinském ostrově
Huemul. Odtud vyšel (falešný) podnět k rozpoutání
„fúzní horečky“.
Fotografie použita s laskavým svolením ITER.
Zdroj: http://www.iter.org/img/resize-300-90/www/
content/com/Lists/Stories/Attachments/930/huemul0.jpg
utrony štěpit lithium (a vyrábět tak tritium).
Existují návrhy na využití produktů DT reakce – rychlých neutronů ve farmacii, strojním
průmyslu apod. Viz firma Tokamak Solution
z anglického Culhamu.
Jako lev číhá na svoji kořist, čekají na svoji
příležitost otevřené systémy v čele s Z-machine v Sandia Laboratory. Nedávno tamní
odborníci publikovali počítačovou simulaci,
kdy při 60 megaampérech budou fúzi blízko,
blizoučko. Nyní do drátěného válečku vybíjejí
27 mega a drží tak světový rekord ve výkonu
rentgenového záření 300 TW.
Fúzní strom je košatý a ze samotného pně
vyrůstá větev Inerciálního elektrostatického
udržení (IEC). Pozor! Nezaměňovat za Inerciální udržení, což je laserová fúze, zatímco IEC
je příkladem toho, že postulát o neziskovosti
fúze pomocí urychlovače nelze brát doslova.
Pokud použijeme sférický urychlovač místo
lineárního, je tu další přístup jak se domoci
fúzních neutronů. Dokonce tak jednoduchý,
že fusor staví „amatéři“ včetně středoškolských studentů. Neutrony ano, energie ne.
Zatím!
1
2
Studenou fúzí jsme začali a studenou fúzí
skončíme. Existuje řada dalších až bizarních
nápadů jak přemoci obra zvaného řízená termojaderná fúze. K posledním patří humbuk
kolem pánů Rossiho a Focardiho z Boloňské
university, kteří údajně mají k dispozici modulární fúzní zdroj E-cat (Energy catalysator)
a fúzní elektrárna bude co nevidět, respektive měla fungovat minulý podzim díky řecké
firmě (!).
Odložme zábrany a pohleďme do budoucnosti. Úžasným vítězstvím by byly cívky
z vysokoteplotních supravodičů. Očekávají
se materiály odolnější než ocel, například
na základě uhlíkových kompozitů. Náhrada
reakce DT, reakcí pB – jinak reakcí protonu
s bórem, jejichž produktem jsou jen stabilní
a nabité částice, přibližuje přímou přeměnu
jaderné a elektrickou energii. A co pohon
kosmických lodí směřujících dále než jen
k Marsu?1
Důležité je jedno. Tokamak není na své pouti
za energeticky ziskovou fúzí sám, což zvyšuje
pravděpodobnost úspěchu, i když v současné době se nikdo neodváží v tomto článku
jmenovaný nebo nejmenovaný princip jednoznačně favorizovat.
Na závěr ne zcela přesvědčivý avšak optimistický argument ve prospěch tokamaků
zní takto: „Každá nová generace tokamaků
přinesla nové problémy. Ovšem vždy se tyto
problémy podařilo vyřešit!“2
Velikán světové vědy, Lev Arcimovič prohlásil: „Termojaderná fúze bude, až ji lidé budou
potřebovat!“
Chtěl říci, když lidé potřebovali eliminovat
vítězství fašistického Německa v závodě
o atomový primát, dokázali soustředit ekonomický a lidský potenciál a atomovou pumu
vyrobili. V Los Alamos se do vývoje vodíkové
nálože investovalo stokrát více, než se vkládá do projektu ITER! Fúze bude zapotřebí, až
z nejrůznějších důvodů, nebude čím rozsvítit
žárovku, byť bude šetřící!
Milan Řípa
LIBRA, Martin, Jan MLYNÁŘ a Vladislav POULEK. Jaderná energie. 1. vyd. Praha: Ilsa, 2012, 167 s. ISBN 978-80-904311-6-4.
doc. Ing. Ladislav Krlín, DrSc., soukromé sdělení
MAT21 9
OSOBNOSTI VĚDY
KALENDÁRIUM
ČERVEN
JAMES CLERK MAXWELL
se narodil 13. června 1831
v Edinburghu ve Skotsku
(† 05. listopadu 1879). Svůj
první článek, týkající se křivek, publikoval ve čtrnácti
letech. Nadšení pro geometrii a mechanické modely mu
vydrželo po celou kariéru. Již
v šestnácti letech vstoupil na
Edinburskou univerzitu, v roce
1850 pak přešel na univerzitu
do Oxfordu. V roce 1860 získal profesuru z přírodní filozofie (fyziky) na Královské koleji
v Londýně, kde ho jeho rané
výzkumy vedly ke zveřejnění principu barevné fotografie s použitím
červeného, modrého a zeleného filtru (tzn. že v případě fotografování
přes filtry tří základních barev a následným zkombinováním snímků
lze vyrobit barevnou fotografii). Jeho nejvýznamnějším objevem je
však obecný matematický popis elektromagnetického pole, dnes známý jako Maxwellovy rovnice.
Maxwellovy rovnice jsou základní zákony v makroskopické teorii elektromagnetického pole.
Krom elektromagnetické teorie značně přispěl i k jiným fyzikálním
oborům. Zejména ve své eseji o Saturnových prstencích (v té době
bylo Maxwellovi necelých třicet let), v němž dospěl k závěru, že prstence musejí být složeny z ne zcela koherentní hmoty. Tento názor
potvrdila o více než sto let později kosmická sonda Voyager.
POCTY
• Na jeho počest byla pojmenována jednotka magnetického toku
(obecně zaznamenává jako f) v soustavě jednotek CGS jako
Maxwell (Mx).
• Jeho jménem je pojmenován horský masiv na Venuši (Maxwell
Montes).
• Na hoře Mauna Kea na Hawaji je s průměrem zrcadla 15 m umístěn submilimetrový astronomický teleskop na světě (teleskop
Jamese Clerka Maxwella).
• Jeho jméno nese mezera mezi Saturnovými prstenci.
Další vědci narození v měsíci červnu:
Richard Smalley (06.06.1943 – 28.10.2005)
Francis Crick (08.06.1916 – 28.07.2004)
Tim Berners-Lee (*08.06.1955)
Edward Osborne Wilson (*10.06.1929)
John Forbes Nash (*13.06.1928)
Alan Turing (23.06.1912 – 07.06.1954)
Fred Hoyle (24.06.1915 – 20.08.2001)
William Thomson (26.06.1824 – 17.12.1907)
Zdroje:
100 nejslavnějších vědců: nejvýznamnější osobnosti vědy od starověkého Řecka po současnost. Vyd. 1. Brno: Jota, 2009, 304 s. ISBN
978-80-7217-658-8.
http://www.myartprints.co.uk/kunst/anonym/maxwell_ james_
clerk_1.jpg
ČERVENEC
OLEG
ALEXANDROVIČ
LAVRENTĚV
se
narodil
07. června 1926 v Pskově
poblíž hranic s Estonskem
(†10. února 2011). Jeho vědecká kariéra je tak divoká, až
je neuvěřitelná. Už na střední
škole se po přečtení „Úvodu
do jaderné fyziky“ rozhodl,
že fyzika bude jeho osudem.
Druhá světová válka, ve které získal vyznamenání „Za
statečnost“,ho však oloupila
o maturitu.
Jako seržant radiooperatér složil zkoušku dospělosti při „zaměstnání“, aby mohl studovat na prestižní Moskevské státní univerzitě. Než
odejel do Moskvy, poslal nejprve Stalinovi a pak Ústřednímu výboru
KSSS dopis, ve kterém popsal svoji verzi vodíkové pumy s pevnolátkovým deuteridem lithia a návrh termojaderného reaktoru pro civilní
využití. Byla to reakce na hysterická slova amerického prezidenta Harry Trumana, který vystrašen úspěšným atomovým pokusem bývalého
SSSR, zapřísahal kongress, že je třeba dokončit superbombu. Tedy
vodíkovou bombu.
Dopis UV KSSS dostal k posouzení D. Sacharov a Lavrentěva ohodnotil jako člověka originálního myšlení, jehož talentu je třeba všestranné
10 MAT
MAT21
21
podpory. Té se Lavretěvovi dostal po druhé návštěvě L. Beriji, který
kromě tajných služeb předsedal i komisi pro atomovou energii. Tehdy
se musel mladý Lavrentěv rozhodnou mezi neřízenou a řízenou termojadernou fúzí, přesněji řečeno mezi jejími výzkumy. Náhoda zasáhla
a Lavrentěv se upsal elektrostatickému udržení, to je řízené termojaderné syntéze.
Ač se hodně snažil, nemohl Lavrentěv prosadit svůj nápad do státem
podporovaného programu a ověřit ho tak experimentálně. Po smrti
Stalina byl Lavrentěv odstřižen od všech benefitů a izolován od slibně
se rozvíjející vědecké kariéry.
Během svého zaměstnání ve Fyzikálně technickém ústavu v Charkově, kde si pozvolna plnil svůj sen - experimentálně ověřit svoji ideu
elektrostatického udržení plazmatu, které mělo být zárodkem termojaderného reaktoru, se dozvěděl, že jeho dopis ze Sachalinu do Moskvy inspiroval Sacharova k návrhu tokamaku. Sacharov, velmi zjednodušeně řečeno, vyměnil elektrostatické pole podle Lavretěva za „své“
pole magnetické. Dalším bodem zájmu v Charkově bylo zařízení zvané
Jupitěr (elektromagnetické pasti, které využívaly vstřícná magnetická
pole a prstencové štěrbiny „ucpávaly“ elektrostatickým polem), které
mělo ověřit termojadernou myšlenku.
Pak se rozpadl Sovětský svaz, otevřely se archivy a objevil se originál
práce Lavretěva, kterou na přání ministerstva sepsal pod dohledem
ozbrojené stráže v roce 1950 na Sachalinu. Už tak známý Lavrentěv
se stal slavným, neboť tokamak už bylo termojaderné zařízení číslo 1.
nejen v SSSR, nejen v Evropě, ale na celém světě. Nu a Lavrentěv byl
jediným žijícím, který byl u zrodu tohoto geniálního zařízení.
Další vědci narození v měsíci červenci:
Gottfried Wilhelm Leibniz (01.07.1646 – 14.11.1716)
Hans Bethe (02.07.1906 – 06.03.2005)
Nikola Tesla (10.07.1856 – 07.01.1943)
Robert Hooke (18.07.1635 – 03.03.1703)
Gregor Mendel (20.07.1822 – 06.01.1884)
Rosalind Franklinová (25.07.1920 – 16.04.1958)
Carl Gustav Jung (26.07.1875 – 06.06.1961)
William Thomson (26.06.1824 – 17.12.1907)
Zdroje:
100 nejslavnějších vědců: nejvýznamnější osobnosti vědy od starověkého Řecka po současnost. Vyd. 1. Brno: Jota, 2009, 304 s. ISBN
978-80-7217-658-8.
foto: archiv V. Maslov
SRPEN
články, které položily základ kvantové vlnové mechaniky. Popisoval
v nich především svou částečnou diferenciální rovnici, která je základní rovnicí kvantové mechaniky.
V roce 1924 také přijal názor Louise de Broglie, že hmotné částice
mají dvojí podstatu a v některých situacích se chovají jako vlny. Teorie
popisující chování takového systému (pomocí vlnové rovnice) je nyní
známa jako Schrödingerova rovnice. Řešením této rovnice je tedy vlnová funkce, kterou lze vztáhnout jen k pravděpodobnému výskytu
fyzikálních jevů. Díky tomuto představil Schrödinger imaginární experiment založený na kvantové teorii, aby osvětlil paradox své interpretace. Tento experiment je dodnes známý jako „Schrödingerova kočka“.
O tři roky později začal pracovat na univerzitě v Berlíně, kde působil
i Albert Einstein. Po roce 1933 pobýval několik let průběžně v Rakousku, ve Velké Británii, v Římě a poté zůstal 15 let v Irsku, kde napsal
studii What Is Life?. Tato kniha je úvodem do tématu molekulární biologie a zůstala jedním z nejužitečnějších a nejpromyšlenějších. V roce
1956 odešel do penze a působil opět na Vídeňské univerzitě tentokrát jako emeritní profesor. Díky svému výjimečnému nadání dokázal
během svého života přispět téměř ke všem odvětvím vědy a filozofie.
SCHRÖDINGEROVA KOČKA
Představte si kočku neprodyšně uzavřenou v neprůhledné krabici,
kde je také umístěn přístroj obsahující radioaktivní nuklid a nádoba
s jedovatým plynem.
Pokus je navržen tak, že po jedné hodině je 50% pravděpodobnost rozložení nuklidu. Pokud přístroj detekuje rozpad nuklidu, uvolní plyn, který
otráví kočku. Podle principů kvantové mechaniky se nuklid, který není
pozorován, nachází v superpozici stavu „rozloženého nuklidu“ a stavu
„nerozloženého nuklidu“ (existuje jakoby v obou stavech zároveň).
Z toho vyplývá, že i celá soustava by se měla nacházet v superpozici
stavů rozpadlý nuklid = mrtvá kočka a nerozpadlý nuklid = živá kočka.
Avšak pokud otevřeme krabici, uvidíme pouze jeden z těchto stavů,
kočka nemůže být zároveň živá i mrtvá.
Na toto téma vzniklo i bezpočet vtipů, např.:
Paní Schrödingerová říká manželovi: „Cos dělal s tou kočkou? Vždyť
je napůl mrtvá!“
Přijde Schrödingerova kočka do baru... a nepřijde.
Animaci k tomuto tématu naleznete zde:
http://www.youtube.com/watch?v=IOYyCHGWJq4&feature=player_
embedded#!
Další vědci narození v měsíci srpnu:
Alexander Fleming (06.08.1881 – 11.03.1955)
Jöns Jacob Berzelius (20.08.1779 – 07.08.1848)
ERWIN SCHRÖDINGER se
narodil 12. srpna 1887 ve Vídni († 04. ledna 1961). Tento
rakouský teoretický fyzik byl
jedním ze zakladatelů kvantové mechaniky a přispěl především k vlnové teorii hmoty.
V roce 1906 nastoupil na Vídeňskou univerzitu, kde v roce
1910 získal doktorát. Poté působil jako výzkumný pracovník
a po vykonání vojenské služby
během první světové války
odešel do Curychu. Právě na
tomto místě začal publikovat
Georges Cuvier (23.08.1769 – 13.05.1832)
Robert Curl (*23.08.1933)
John Forbes Nash (*13.06.1928)
Antoine Lavoisier (26.08.1743 – 08.05.1794)
Ernest Rutherford (30.08.1871 – 19.10.1937)
William Thomson (26.06.1824 – 17.12.1907)
Zdroje:
100 nejslavnějších vědců: nejvýznamnější osobnosti vědy od starověkého Řecka po současnost. Vyd. 1. Brno: Jota, 2009, 304 s. ISBN
978-80-7217-658-8.
http://image1.findagrave.com/photos/2010/47/7268073_
126641867048.jpg, http://cs.wikipedia.org/wiki/Schr%C3%B6dingerova_ko%C4%8Dka
MAT
MAT21
21 11
POZORUHODNÉ NOVINKY
Zajímavosti
z domova
i ze světa
OBJEVILI JSME PLANETY PODOBNÉ ZEMI, HLÁSÍ NASA. MŮŽE NA
NICH BÝT ŽIVOT
Dvě planety podobné Zemi, které
jsou kandidáty na život mimo sluneční soustavu, se podařilo najít pomocí
vesmírného teleskopu Kepler amerického Národního úřadu pro letectví
a vesmír. Obě jsou přibližně stejně
velké, zřejmě mají kamenné jádro
a mohla by na nich být voda v kapalném stavu.
Více čtěte zde: http://technet.
idnes.cz/objev-novych-planet-podobnych-zemi-dum-/tec_vesmir.
aspx?c=A130418_221606_tec_
vesmir_hro
OBŘÍ ROBOTICKÁ MEDÚZA JMÉNEM
CRYO
Medúza jménem Cryo váží 77 kg a pohání ji baterie. Vědci by ale chtěli, aby mechanismus byl plně autonomní a energii
získával přímo z vody např. slučováním
rozpuštěného kyslíku a vodíku. Energie
pohání osm křemíkem potažených chapadel, které napodobují svůj biologický
vzor a zajišťují vlastní pohyb.
Více čtěte zde: http://www.scienceworld.
cz/videa/obri-roboticka-meduza-jmenem-cryo/
12 MAT
MAT21
21
V přehledu zajímavostí jsou použity doslovné
citace s odkazy na zdrojové články.
OLOMOUČTÍ CHEMICI VYVÍJEJÍ ČIPY, KTERÉ
ODHALÍ ZBYTKY ANTRAXU
Vědci z katedry analytické chemie a Regionálního centra pokročilých technologií a materiálů
Univerzity Palackého v Olomouci našli spolu
s kolegy v Německu způsob, jak odhalit nebezpečné bakterie antraxu i v jejich skryté podobě
ve sporách.
Více čtěte zde: http://www.novinky.cz/veda-skoly/299278-olomoucti-chemici-vyvijeji-cipy-ktere-odhali-zbytky-antraxu.html
ČESKÝM FYZIKŮM SE PODAŘILO OVLÁDAT MAGNET POMOCÍ SVĚTLA
Pomocí světelného (laserového) paprsku
ovlivňují magnet mnohem rychleji, než to
šlo doposud, kdy se magnet v mikroelektronice řídil elektrickým proudem. Objev
může přispět k rozvoji budoucích mikroelektronických součástek a informačních
technologií.
Více čtěte zde: http://www.ceskenoviny.
cz/veda_a_technika/zpravy/ceskym-fyzikum-se-podarilo-ovladat-magnet-pomoci-svetla/929634
GRASSHOPPER: ZNOVUPOUŽITELNÁ
RAKETA OD SpaceX
Americká firma SpaceX vyvíjí nosnou
raketu, která bude na rozdíl od svých
kolegyň znovupoužitelná pro další misi.
Test už byl proveden ve výšce téměř šest
metrů a zatím poslední na začátku března znamenal pokoření hranice 80 metrů
a více než půl minutový let.
Více čtěte zde: http://vtm.e15.cz/
grasshopper-znovupouzitelna-raketa-od-spacex
CHUCK NORRIS
RUSKO VYSLALO DO VESMÍRU ZVĚŘINEC. ZNÁME ÚČEL EXPERIMENTU
Moskva - Z kosmodromu Bajkonur
dnes odstartovala ruská družice Bion-M s netradiční posádkou. Na její palubu vědci umístili 45 myší, 15 ještěrek,
ryby, hlemýždě a další živočichy, kteří
mají testovat vliv slunečního záření na
živé organismy. Let potrvá měsíc, jednotlivé živočišné druhy jsou od sebe
vzájemně odděleny.
Více čtěte zde: http://veda-a-technika.
eurozpravy.cz/veda/68904-rusko-vyslalo-do-vesmiru-zverinec-zname-ucel-experimentu/
FY ZIKÁLNÍ VELIČI
NY A VELIKÁNI
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
V 50. letech 20
. století se se
zrodila myšlenk
lovanou jadrno
a vynálezu, kt
u fúzi. Pod tím
er ý má dopom
to jsou podeps
Tamm. Uveďte
oci realizovat
áni Andrej Dm
název této mag
kontro itrijevič Sachar
netické nádoby
ov a Igor Jevgen
pro uchovávání
ěvič
vysokoteplotní
1. Která zákl
ho plazmatu.
adní fyzikální
ve
lič
in
2. Pro jakou
a používá jedn
veličinu se využ
otku kelvin (K
ívá v Anglii jedn
)?
3. Uveďte ve
otka libra?
ličinu, která ud
ává počet opak
4. Doplňte ve
ování periodick
ktorovou velič
ého děje za da
inu, která vyja
5. Veličina, kt
ný časový úsek
dřuje míru vzáj
erá vyjadřuje
.
emného půso
velikost prosto
6. Definujte je
be
ní
ru
těles.
(je
dním slovem ne
dnotkou je ku
bí k).
prostorové lin
tém nevratném
eární kontinuu
pořadí.
m, v němž se
7. Jaká je ve
události stávaj
ličina, jež má
í v jiskromě velikos
ti i určitý směr
?
ZÁKONY CHU
CK A NORRISE
• Chuck Nor
ris chodí nam
ísto do solárka
• Chuck Nor
do Tokamaku!
ris je odpůrce
periodické tabu
• Binární kó
lky pr vků. On
d počítače ob
totiž uznává po
sahuje jedničky
• Chuck Nor
uze pr vek přek
a nuly. Binárn
ris dokáže narý
vapení.
í kód Chuck N
sovat trojúhel
• Když se ře
or
risova mozku
ní
k,
kne „Ty ví š kdo“
kter ý má dva
obsahuje pouz
pravé úhly.
, myslí se tím Lo
• Chuck Nor
e jedničky.
rd Voldemor t.
ris si dle libos
Když Lord Vold
ti reguluje hodn
• Chuck Nor
em
otu gravitačníh
or t řekne „Ty ví
ris dokáže přes
š kdo“, myslí tím
o zr ychlení.
třihnout kabel
• I pravil Bů
Chucka Norris
od wi-fi .
h: „Můžu Chuc
e.
ku?!“ A bylo sv
• Chuck Nor
ětlo.
ris nakreslil hr
an
atý kruh!
• Chuck Nor
ris dokáže řadi
t čísla v konsta
• Chucku Nor
ntním čase! Po
risovi Window
užívá algoritm
s nikdy nespad
• Chuck Nor
us ChuckSor t!
nou. Nedovolí
ris při práci na
si.
PC nikdy nepo
• Chuck Nor
užil klávesu Es
ris je schopen
cape (=únik).
na hvězdné br
• Chuck Nor
áně úspěšně
ris napočítal do
zadat 12ti sym
nekonečna. D
• Chuck Nor
bolovou adresu
vakrát.
ris dokáže vypí
. Ručně, bez zd
t bezedný kelím
• Chuck Nor
roje energie.
ek.
ris udělá stojku
i
ve stavu beztíž
• Lidé se na
e.
informace ptaj
í Googlu, Googl
• Mark Zuck
e se ptá Chuc
erberg byl včer
ka Norrise
a hospitalizov
zprávy hovoří
án s těžkými po
o tom, že jej Ch
hmožděninam
• Velkou číns
uck Norris šťou
i a tříštivou zl
kou zeď lze vidě
chnul na Face
oměninou steh
booku.
t i z Měsíce. Ch
• Chuck Nor
ení kosti. Před
ucka Norrise lz
ris umí dělit nu
běžné
e vidět i z jiné
lou.
• Teorie evol
dimenze.
uce neexistuje
,
existuje pouze
• Okolní vesm
seznam živoči
ír existuje, prot
šných druhů, kt
ože se bojí bý t
• Chuck Nor
eré nechal Ch
na stejné plan
ris zná posled
uck Norris přež
etě jako Chuc
ní číslici čísla
• Stupnice tv
ít.
k Norris.
pí.
rdosti: mastek,
sůl kamenná,
kalcid, fluorid,
apatit, or thokla
Zdroj:
s, křemen, topa
z, korund, diam
ht tp://ww w.ch
ant, Chuck Nor
ucknorris.cz
ris.
MAT
MAT21
21 13
PROJEKTOVÉ ZÁŽITKY
M
U
I
R
Á
T
E
N
A
L
P
v Brně
Ve středu 27. února 2013 jsme se podívali
do planetária v Brně. Všichni účastníci exkurze měli sraz před budovou A Gymnázia
Hejčín v Olomouci, kde už na ně čekal objednaný autobus.
Cesta trvala asi hodinu a půl. Po příjezdu
jsme šli do promítací místnosti, kde nás čekal
program „Kosmonautika a my“ s panem Milanem Halouskem z České kosmické kanceláře.
Dozvěděli jsme se zde např., že větší množství informací o vesmíru je zpracováváno na
Zemi a menší ve vesmíru, že pro kosmonauty je velmi nebezpečné kýchnutí, protože by
je odhodilo o několik metrů dozadu, kapky
vody, neboť když taková letící kapička vody
narazí na nějaký elektrický přístroj, může přístroj vypovědět službu. Také jsou nebezpečné drobky, jelikož ty mohou nadělat spoustu
problémů, a proto se ve vesmíru nikdy nejí
chléb ani rohlíky, ale kukuřičné placky atd.
Dále jsme se seznámili s tím, že když přijede zhruba jednou za dva měsíce zásobovací
loď, mají kosmonauti velkou radost z čerstvé
zeleniny a ovoce, protože jídlo ve vesmíru
prošlo tolika úpravami, že například řízek vůbec není jako právě usmažený, i když chuť
má stále stejnou. Jídlo - jako třeba již zmiňovaný řízek - se totiž zmrazí na -72°C, vysaje
se z něj veškerá voda a slisuje se do sáčku,
ze kterého se vysaje vzduch a kosmonaut
ve vesmíru si do něj opět musí přidat vodu
a pak ho teprve může zkonzumovat. Kosmonauti mají také radost ze zmrzliny a dopisů
od svých známých ze Země.
Ve vesmíru to ovšem není jen samá radost.
Kosmonauti musí trénovat, neboť ve stavu
beztíže se uvolňují svaly, takže kdyby je nijak
nezatěžovali, tak po návratu na Zemi by se
doslova „sklátili“. Vlasy si musí umývat suchým, práškovým šamponem a následně nanést jednu kapku vody. Díky kosmonautům
se proslavila i firma Tang, jelikož když už málem zkrachovala, koupil si od ní nějaký muž,
který pracoval v kosmické kanceláři, práškový džus a přidal ho mezi zásoby potravin pro
kosmonauty. A tak měli Američané, kteří byli
zvyklí pít džus, tento nápoj také ve vesmíru!
A protože lidé se o tom dozvěděli a začali si
ho také kupovat, firma Tang nezkrachovala.
Mnoho z lidí by si chtělo vyzkoušet létání na
létajícím koberci, ale zdá se jim to nemožné.
To ovšem není pravda! Neboť ve vesmíru je
skoro všechno možné, létal zde na létajícím
koberci kosmonaut Koichi Wakata.
Po této zajímavé přednášce jsme se mohli
vyfotografovat s krtečkem, který v roce 2011
letěl do vesmíru. Jako další bod jsme se vydali do pozorovatelny hvězd a viděli některé dalekohledy. Následovala cesta na terasu, na
které jsme se pokochali krásným výhledem
na Brno a návštěva exploratoria, kde jsme si
mohli vyzkoušet, kolik kilogramů bychom vážili na různých planetách či měsících a také,
jak těžká by byla krabice s jedním litrem džusu na Měsíci, Marsu, Zemi, Jupiteru nebo
Slunci. Zátěž se postupně zvyšovala a džus
na Slunci už neuzvedl nikdo. Všichni to marně zkoušeli až do té doby, než se dozvěděli,
že je tam přišroubovaný. Potom jsme si mohli
vyzkoušet, jak funguje třetí Keplerův zákon,
sáhnout si na meteorit nebo roztočit skleněnou kouli, ve které byla namíchána voda
a modré mýdlo, takže simulovala atmosféru
na Neptunu, roztočit si vodní vír a podívat se
na různé fosílie dávných živočichů. Pak nám
průvodce promítal na skleněné kouli různé
planety a my jsme hádali, které to jsou. Dále
jsme šli do kopule, na jejímž stropě se promítala noční obloha, podívali jsme se tam
na dokument o hvězdách a naučili jsme se
poznat souhvězdí Orion a další.
Nakonec jsme si mohli ještě jednou prohlédnout exploratorium a pak jsme vyrazili zpátky do Olomouce a po hodině a půl dlouhé
cestě jsme se rozešli. A tak skončil náš výlet
do planetária, který se nám všem moc líbil.
Už dnes se těšíme na další zajímavé exkurze.
Hedvika Benešová
(Gymnázium, Olomouc – Hejčín, třída I.A8)
Zdroje obrázků:
archiv MAT21
TERMOJADERNÁ FÚZE
OBAL není OBÁLKA
Stěží najdete část mezinárodního tokamaku ITER, který se sedmým rokem staví
poblíž CEA Cadarache (cca 100 km severně od Marseille), o které se neříká, že je
„nejdůležitější“.
Může tokamak fungovat bez centrálního
solenoidu? Zapálíte plazma v tokamaku
jakéhokoli segmentu vakuové komory?
Myslíte, že se vám podaří termojaderných
teplot bez dodatečného ohřevu? Nakonec
zjistíte, že zcela nedůležitý je profesor
Osamu Motojima. Pan Motojima je generální ředitel ITER organization! K samotnému provozu pan generální určitě zapotřebí
není, ale než k němu dojde, není významnější osoby. Závěr? Nejdůležitější je v Cadarache každý a všechno!
Pro komponentu zvanou obal není třeba
zástup obhájců. Obal je skutečně nesmírně
důležitá část tokamaku ITER a je-li opravdu
nejdůležitější je v tuto chvíli vedlejší. Jeho
význam ve vašich očích roste úměrně s tím,
co se o něm dozvíte a s tím, že bude plnit
funkci, která na žádném zařízení, tím méně
na tokamaku nebyla vyzkoušena.
Světélkující komponenta vakuové komory na modelu tokamaku ITER v Ústavu fyziky plazmatu AV
ČR je obal.
Zdroj: soukromý archiv M. Řípy
Obal by měl obalovat a on skutečně obaluje – plazma. Obal je poslední pevné skupenství a pak už je plazma o teplotě kolem
150 miliónů stupňů. Pardon mezi plazmatem a obalem je vakuum vyplněné magnetickým polem. Obal plní hned dvě funkce.
Vnitřní část obalu, počítáno od plazmatu, je
tak zvaná „první stěna“ – stěna, která „vidí
plazma“. Plazma se sice nemá první stěny
v tomto případě dotýkat, ale poručte něco
takovému „neposluchovi“, kterým nezřídka
nestabilní plazma je. Materiál, který je skutečně pro obal poslední instancí, musí být
teplovzdorný, nesmí být afinní vůči vodíku
a jeho izotopům, nesmí snadno podlehnout
atakům fúzních neutronů a musí mít nízké
atomové číslo, tedy kolem jádra co nejméně
elektronů. Jakmile se totiž atom nečistoty,
a tou povrch obalu pro plazma je, dostane do
plazmatu, je srážkami excitován a vyzařuje
čárové spektrum – plazma ochlazuje. Volba
MAT21 15
Prototyp modulu obalu tokamaku ITER „Blanket Shield Module BM 11“ objednala evropská
EFDA/F4E a vyrobila AREVA. 440 modulů bude
stínit vakuovou nádobu a supravodivé cívky
před teplem a neutrony. Později některé moduly
budou testovat šest variant plození tricia.
Fotografie použita s laskavým svolením ITER.
Zdroj: http://www.iter.org/media/www/sites/
newsline_1_120/img/71/newcomer.jpg._1024.
jpg
TERMOJADERNÁ FÚZE
padla na beryllium. Nepříjemné je, že beryllium je toxické a manipulace s ním podléhá
přísným pravidlům.
Za první stěnou je pak uloženo lithium,
které se bombardováním fúzními neutrony
transmutuje na supertěžký izotop vodíku –
tritium, jinak druhou složku paliva pro D-T
termojadernou reakci. V současné době není
zřejmé, v jaké formě lithium bude a jak se
bude chladit. ITER bude zkoušet hned šest
variant.
Obal v tokamaku ITER tvoří 400 bloků,
z nichž každý má hmotnost 4,5 tuny a rozměpodložky
klíčových čepů
STÍNICÍ BLOK
přítokové potrubí
chladiva
První stěna je ve tvaru pásků, které jsou každý připevněn na poloidální strukturu každého panelu první stěny, skrze který protéká
chladící voda. Byly vyvinuty dva typy panelů
podle maximální dovolené zátěže: 2 MW/m2
a 4,7 MW/m2. Pro odvod tepla bude použitá
hypervapotronová technologie.
Japonsko vyvíjí nástroj pro demontáž a montáž bloků, neboť se počítá nejméně s jednou výměnou po dobu životnosti, která činí
15 000 cyklů při plném výkonu. Stínící část
obalu bude chlazena vodou. Pochopitelně,
že obal bude prošpikován průzory pro dálkryt odtokového
potrubí chladiva
PANEL PRVNÍ STĚNY
odtokové potrubí chladiva
elektrický pásek
centrální šroub
podložky
první stěny
dělič toku
elektrický pásek
podložky
klíčových čepů
elektrický pásek
Kresba stínící části (vlevo) a první stěny tvořící
dohromady obal v tokamaku ITER.
Schéma použito s laskavým svolením ITER.
Zdroj: http://www.iter.org/img/resize-250-90/
www/content/com/Lists/Stories/Attachments/1556/module_1.jpg
ry 1 × 1,5 metru. Pokrývají plochu 600 m2
a mají 180 (!) variant podle toho, kde budou
umístěny a jaká bude jejich funkce. Takové
drobečky se budou vyměňovat pomocí dálkového ovládání a jejich připevnění přes stínění na stěnu vakuové komory musí odolat
mimořádným elektromagnetickým silám.
16 MAT21
kryt přítokového
potrubí chladiva
kovou montáž, přívod paliva, odvod spalin
a diagnostiku. Kromě beryllia na povrchu
první stěny se setkáte se slitinou CuCrZr použitou na výměnících tepla, ocel 316L(N)-IG
stupně kvality ITER pro podpůrnou konstrukci, šrouby budou vyrobeny z Inconel 818,
podložky ze slitiny hliníku a bronzu a izolační
vrstva z alumina.
Za portfoliem materiálů následuje portfolio
smluvních partnerů: stínění si rozdělí stejným dílem Čína a Jižní Korea. Panely první
stěny se budou vyrábět v Evropě (50 %),
v Rusku (40 %) a zbytek 10 % vyrobí Čína.
Montáž obalu je plánována na druhou etapu
výstavby ITER, která by měla začít v květnu
roku 2021 a skončit v srpnu následujícího
roku.
Pod útoky fúzních neutronů na jedné straně
úpí konstrukční materiály reaktoru, na druhé straně se bez nich neobejde proces, na
jehož konci je druhá složka paliva – tritium.
Nicméně existuje koncept jak fúzní neutrony
zužitkovat ještě jinak. Tento koncept se nazývá hybridní reaktor. Idea hybridního reaktoru spočívá v „záměně“ lithia v obalu čistě
fúzního reaktoru za vhodnou formu štěpného materiálu – uranu 238U nebo thoria 232Th.
První uvolní 43 MeV na jeden akt štěpení
a druhý 25 MeV energie. Rychlé fúzní neutrony mohou také transmutovat dlouhodobě
radioaktivní odpad štěpných elektráren na
radioaktivní odpad méně nebezpečný, to
rychleji vyhasínající. Fúzní část hybridu nepotřebuje koeficient zesílení Q > 10, neboť
hybrid nevyrábí fúzní energii, ale „pouze“ fúzní neutrony a štěpná část nepotřebuje nadkritické množství štěpného materiálu tedy
řetězovou reakci, neboť neutrony ke štěpení
dodává fúzní část.
Zbývá vysvětlit název článku „OBAL není
OBÁLKA“. Do roku 2005 překládali fyzikové slovo blanket jako obálka. Při korektuře
prvního vydání knihy „Řízená termojaderná
fúze pro každého“ paní korektorka Vítková
prohlásila: „Obálka je na dopisy, tokamak má
obal“. Od té doby důsledně překládám slovo
blanket jako obal.
Velký anglicko-český slovník, Academia,
1984: Blanket = přikrývka, deka, pokrývka,
povlak, plášť....!!??
Všechno je jinak!
Milan Řípa
Zdroj:
volně podle ITER newsline - www.iter.org/
newsline
TERMOJADERNÁ FÚZE
TEPLOTA a TEPLO
dvě rozdílné veličiny
ANEB JAK SE OHŘÍVÁ PLAZMA V TOKAMAKU
„JAKÁ JE TEPLOTA PLAZMATU V ZÁŘIVCE?“
„DESETITISÍCE STUPŇŮ? TO NENÍ MOŽNÉ, VŽDYŤ ZÁŘIVKU DRŽÍM V RUCE!? A SVÍTÍ!“
„JENŽE, HOLENKOVÉ, JE ROZDÍL MEZI TEPLEM A TEPLOTOU!“
Ohřev pomocí svazku vysokoenergetických
neutrálních atomu (NBI) je tažným koněm dodatečné ohřevu tokamakového plazmatu. Kresba
znázorňuje připojení modrého NBI na červený
tokamak JET.
Schéma použito s laskavým svolením ITER.
Zdroj: http://www.iter.org/img/resize-300-90/
www/content/com/Lists/Stories/Attachments/1528/virtual-vessel.jpg
let. Raději se tedy obrátíme k metodám,
které už dnes fungují spolehlivě. Z celé řady
způsobů, které se v sedmdesátých letech
minulého století zkoušely, nakonec výběrové
řízení vyhrály dva. Ohřev vysokofrekvenčním
elektromagnetickým polem a ohřev svazkem
vysokoenergetických neutrálních částic.
Aby vás kamna spálila, musí mít horké železo nejen velkou teplotu, ale i dostatečnou
hustotu. Teplota je pouze mírou rychlosti
pohybu částic. Množství energie systému závisí také na počtu nositelů energie, to je na
hustotě. Když do vás narazí komár rychlostí
100 km/hodinu, ani o tom nevíte. Ovšem
pokud se střetnete s autem, které se plouží rychlostí 40 km/hodinu, pak máte štěstí,
když přežijete.
Stačí vyslovit „termojaderná fúze“ a většina
z vás si představí obrovské teploty. Už jen proto, že termojaderná reakce má cosi společného se Sluncem a tam je skutečně teplo k nedýchání. Nu a nyní vám prozradím, chcete-li
termojadernou fúzi zapálit na Zemi – reakci, při
níž se slučují jádra atomů – musíte dosáhnout
teploty až desetkrát vyšší než je v jádru Slunce!
To asi nebude jen tak. Faktem je, že první nápad jak látku ohřát do termojaderných teplot
byl do jisté míry úspěšný. Zahřát plazma –
látka je při této teplotě ionizovaná – průchodem elektrického proudu. Každý víme, jak se
ohřívá obyčejná žehlička. Elektrický proud
protéká drátem o velkém odporu a drát se
zahřívá úměrně jeho odporu dokonce úměrně kvadrátu proudu. Plazma se ale chová
podivně. Místo, aby odpor ukázněně rostl
s teplotou, jak jsme zvyklí, třebas u odporové spirály, u plazmatu naopak odpor klesá,
až o odporu nelze vůbec mluvit a plazma má
vodivost lepší, než kvalitní vodič z mědi! Pak
už pochopitelně zvyšovat teplotu plazmatu
průchodem elektrického proudu dále nelze.
Sice existuje koncept, při kterém se tímto, jak
se říká, ohmickém ohřevu, dosáhne termojaderných teplot, ale tokamak Ignitor je pouze
na papíře. Dokonce tam čeká více jak třicet
Pro první metodu – ohřev vf polem – najdeme analogii v domácnosti u běžně používané
mikrovlnné trouby. Frekvence vf pole odpovídají rezonančním frekvencím plazmatu, to
je frekvencím, jejichž energii plazma ochotně absorbuje, a tudíž se ohřívá. Rezonančních frekvencí má plazma, zejména plazma
v magnetickém poli, celou řadu. Kupříkladu
mezinárodní tokamak ITER bude používat
dvě. Iontovou cyklotronovou a elektronovou
cyklotronovou frekvenci. Jsou to frekvence,
kterými příslušné částice rotují kolem magnetické siločáry. Zatímco iontová cyklotronová frekvence reprezentuje čísly 40 až 55
MHz krátké rozhlasové vlny, několik GHz
elektronové cyklotronové frekvence odpovídá umění kvalitního radaru. Co se týče výkonu, ten dosahuje až 20 MW u obou frekvencí.
Co si představit pod pojmem vstřik vysokoenergetických neutrálních částic? Proč mluvíme o elektricky neutrálních částicích? Plazma je od stěn vakuové komory, uvnitř které
žije, izolováno magnetickým polem. Totéž
magnetické pole ovšem izoluje plazma i zevně. Nabitá částice vstřikovaná zvenčí se od
izolujícího magnetického pole odrazí a o setkání s plazmatem si může nechat jen zdát.
MAT21 17
TERMOJADERNÁ FÚZE
Když Roland Magne a Serge Poli připravovali
anténu C2 ve francouzském Cadarache na její
dlouhou cestu do Číny, přišli se s anténou rozloučit Caiping Zhou, Xiaoyu Wang a Feng Liu z ITER
organization a Xiao Lan Zhou z CEA (všichni
původně z čínského SWIP).
Fotografie použita s laskavým svolením ITER.
Zdroj: http://www.iter.org/img/resize-350-90/
www/content/com/Lists/Stories/Attachments/1529/ts_antenna_2013.jpg
3,7 GHz při výkonu 500 kW, jinak zdroji elektromagnetického výkonu antény C2. Stejně
jako anténa C2 mají klystrony za sebou 20
roků činnosti.
PROTO JE POSTUP NÁSLEDUJÍCÍ:
V první komoře se ionizuje pracovní plyn
tak, aby se vytvořily kladné nebo záporné
ionty. To podle výstupní energie neutrálních
atomů. Elektricky nabité ionty se urychlí
v elektrickém poli na požadovanou energii. Vysokoenergetické ionty se neutralizují
a přemění se tak na vysokoenergetické neutrální částice. Energie zůstane, náboj zmizí. Takto připravený materiál se vstřikne do
tokamakového plazmatu. Tam se neutrální
plyn srážkami s částicemi plazmatu ionizuje
a ionty srážkami předají svoji energii plazmatu a tím ho ohřejí.
Robert Arnoux použil zajímavého příměru –
ohřevu mléka proudem horké páry z espressa při objednávce cappuccina. Molekuly
páry narážejí na molekuly mléka a tím mléko
ohřívají. Pak se teprve mléko nalije do šálku
s kávou.
Právě NBI (Neutral Beam Injection = vstřik
neutrálního svazku) stál za světovým úspěchem českých vědců, kterým se vloni v listopadu podařilo v tokamaku COMPASS v pražském Ústavu fyziky plazmatu AV ČR, v.v.i.
nastavit takzvaný režim vysokého udržení
energie plazmatu, zvaný H-mód. ÚFP se tak
zařadil mezi nemnoho zemí, které s tímto režimem pracují a prokázal tak, že mladý tým
kolem pražského tokamaku bravurně zvládá
vysokoteplotní tokamakové plazma.
Pro dodatečný ohřev mezinárodního tokamaku ITER jsou připraveny tři systémy: mik-
18 MAT21
rovlnný ohřev na iontocyklotronové respektive elelektroncyklotronové frekvenci a ohřev
svazkem rychlých neutrálních částic. Základním ohřevem pochopitelně zůstává ohřev
průchodem elektrického proudu plazmatem
– ohmický ohřev.
Vraťme se k ohřevu plazmatu na termojaderné teploty vf elektromagnetickým polem.
Částečně supravodivý francouzský tokamak
Tore Supra je držitelem nejlepšího výkonu
v době trvání výboje 6 a půl minuty z roku
2003. Při tomto pulzu bylo z tokamaku odvedeno 1000 MJ tepla. Na rekordu měla podíl anténa C2, která plazma tokamaku Tore
Supra zásobovala vf energií na dolněhybridní frekvenci, což je kombinace elektronové
a iontové cyklotronové frekvence. Anténa
je po dvaceti letech činnosti, kdy byla vystavena teplotám až 60 miliónů stupňů Prosím
čárku za C, v překvapivě dobrém stavu.
Dvojčata, antény C1 a C2 musí uvolnit místo
PAM (Passive Active Multijunction). Jedná se
o anténu s integrovaným chlazením umožňujícím produkovat větší výkon než zmíněná
dvojčata a dokonce po delší dobu.
Co teď s nezaměstnanou anténou C2? Do
šrotu je jí škoda. Zafungovala fúzní solidarita
ve fúzní komunitě a dnes již je C2 vybalená
ve Středisku pro fúzní vědu Čínského jihozápadního ústavu fyziky (SWIP) v Chengu.
Bude instalována na tokamak HL-2M. C2
neodcestovala z Francie sama, doprovázelo jí osm klystronů fungujících na frekvenci
V rámci spolupráce SWIP a IRFM (Institut de
la Recherche sur la Fusion Magnetique) budou čtyři klystrony namontovány na již existující tokamak HL-2A a zahájí činnost v roce
již 2014. Mimochodem tokamak HL-2A není
nic jiného než tokamak ASDEX, který byl
z Garchingu u Mnichova do Číny převezen
v roce 1995. Jakmile v roce 2015 zahájí činnost tokamak HL-2M, všech osm klystronů
bude připojeno na anténu C2.
Zdá se vám tato nezištná spolupráce mezi
vědeckými ústavy v době, kdy v Česku nedostanete zdarma ani radu kudy na WC,
podivná? V roce 1975 Ústav fyziky plazmatu ČSAV získal z Moskvy tokamak TM-1 VČ,
který dnes provozuje Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská ČVUT v Praze. ÚFP od roku
provozuje laserový systém PALS, který mu
poskytl IPP Maxe Plancka z Garchingu a do
třetice Praha slaví velké úspěchy s tokamakem COMPASS pro změnu z CCFE Culham.
Začali jsme teplem a teplotou a s nimi také
skončíme. I když v pražském tokamaku dosahuje plazma teploty desítky miliónů stupňů – v tokamaku JET dokonce stovky miliónů
– nemusíte se bát, že jsou obyvatelé blízkého sídliště ohroženi. Hustota plynu ve vakuové komoře je tak malá, že při jakékoli myslitelné nestandardní situaci nehrozí žádné
nebezpečí. Teplo je zkrátka zanedbatelné.
Milan Řípa
Zdroj:
volně podle ITER newsline - www.iter.org/
newsline
MISE-X
Trénuj jako
KOSMONAUT
a nikdy se nevzdávej!
Cílem Mise-X je nejenom „dostat“ děti do tělocvičny, ale tam jim i ukázat, že takové obyčejné cvičení s míčem, švihadlem, běh kolem kuželů nebo medvědí či krabí chůze jsou
důležité i při výcviku budoucích dobyvatelů
vesmíru, kteří se podobným cvičením připravují na své náročné povolání. A najednou
obyčejné cvičení už zas tak úplně obyčejné
není. Nebo si třeba zkuste v zimních rukavicích složit docela malé kousky puzzle! Vždyť
i kosmonauti musí zvládnout zašroubovat
i drobný šroub ve volném kosmu v silných rukavicích svého skafandru.
„Vesmírná družina“ ze ZŠ 5. května v Jablonci nad Nisou.
Již potřetí se děti z českých škol zapojily
do celosvětového projektu organizovaného Evropskou kosmickou agenturou
ESA a americkým Národním úřadem pro
letectví a kosmonautiku NASA, který pod
názvem „Mise-X: Trénuj jako kosmonaut!“
(„Mission X: Train Like an Astronaut!“)
seznamuje mladou generaci „budoucích
kosmonautů“ s tím, jak se na svojí práci ve
vesmíru připravují skuteční kosmonauti.
Třídní týmy mladých kosmonautů si vyzkoušely řadu fyzických cvičení, podobných těm,
pomocí kterých se připravují na svoje cesty
do vesmíru „profesionálové“. Děti se dozvěděly jak je důležitý aktivní životní styl, pohyb,
sport a zdravá výživa. Při plnění několika
vědeckých úkolů získaly nové a důležité informace o svém těle a o tom, jak se k němu
chovat, aby sloužilo co nejlépe a co nejdéle.
Mise-X 2013 se napříč celým světem zúčastnilo v lednu a únoru letošního roku několik
desítek tisíc dětí, zapojených ve více než 500
týmech v 22 zemích světa.
Česká kosmická kancelář o.p.s., která v České republice tento projekt zaštiťuje a organizuje, do Mise-X vyslala celkem 23 týmů ze
čtrnácti škol deseti měst České republiky.
Celkem 428 dětí z Olomouce, Prahy, Přerova, Jablonce nad Nisou, Všechovic, Lískovce,
Slaného, Teplic, Ostravy a Brna splnilo většinu ze 17 úkolů, stejně tak jako například školáci v sousedním Rakousku nebo Německu,
ale i v Nizozemsku, Belgii, Itálii, Rusku nebo
Velké Británii. V Asii soutěžily děti z Japonska, Indonésie nebo Kazachstánu, na americkém kontinentu školáci z USA, Portorika či
Kolumbie.
Neformální motto projektu Mise-X zní: „Zvedni se od hamburgerů a počítače a běž cvičit
jako kosmonaut!“. A právě hamburger hraje
důležitou roli v jedné z vědeckých disciplin
Mise-X. Děti totiž nejenom cvičí jako kosmonauti, ale provádějí i několik jednoduchých
vědeckých experimentů. Sledují správnou
nutriční vyváženost jídelníčku a sestavují
potravinovou pyramidu, hlídají dobrou hydrataci svého organizmu a zjišťují, co by způsobila dehydratace s jejich tělem a jak jí předcházet a včas jí rozpoznat. A hledají „skrytý
tuk“ – tuk, který není vidět, ale v potravinách
je rafinovaně ukrytý. A právě hamburger byl
základní surovinou pro tento, asi celosvětově
nejpopulárnější pokus Mise-X. Rozmixovaný,
povařený a zmrazený vydal nakonec vrstvičku, nebo i vrstvu (!!!), tuku, předtím nenápadně schovanou uvnitř mletého masa. A výsledky byly opravdu překvapivé! A protože české
děti jsou tvořivé (a jejich učitelé samozřejmě
také) tak skrytý tuk nehledaly jen v hamburgerech, ale i v bramborových lupínkách, prejtu, párku nebo dokonce i koblihách.
O svých výkonech i o všem, co při plnění jednotlivých úkolů Mise-X zažily, si týmy vedly
„Deník mise“. Fotografie z plnění úkolů byly
zveřejňovány na celosvětových webových
stránkách projektu, kde si je mohl prohlédnout kdokoliv z celého světa.
MAT21 19
MISE-X
Posádka „Cosmonuts“ ze ZŠ Lískovec ve Frýdku-Místku při cvičení.
„Astro Fitness Team“ ze ZŠ u Tenisu v Přerově při
cestě na Marsovskou horu.
„Astro Fitness Team“ ze ZŠ u Tenisu v Přerově
a jejich potravinová pyramida.
Mise-X není ale soutěž v pravém slova smyslu. Zapojení školáků z různých zemí světa neumožňuje určovat přesně vítěze, který by byl
nejrychlejší, nejchytřejší, nejsilnější… O to
v Misi-X vůbec nejde! V Misi-X je důležité poznat a vyzkoušet si věci doposud nepoznané
a nevyzkoušené. A zahrát si přitom na chvíli
na kosmonauty a na vědce a prožít zajímavé
okamžiky se spolužáky.
Mezi soutěžními týmy byla i řada družstev
ze škol, které jsou zapojeny do projektu
„Materiály pro nové tisíciletí“:
Česká kosmická kancelář plánuje zapojení
českých dětí i do dalších ročníků Mise-X. Ten
se uskuteční v lednu a únoru příštího roku
a zúčastní se ho určitě ještě více dětí z ještě více zemí než letos. Již od podzimu roku
2013 bude možnost přihlásit své družstvo
k účasti, vymyslet jméno týmu, vybrat velitele, nakreslit znak, naučit se pokřik.
Často bylo povzbuzením pro plnění dalšího
z úkolů Mise-X vědomí, že ten samý úkol plní
téměř v tu samou chvíli, s tím samým míčem
nebo švihadlem i další děti na druhé straně
zeměkoule – v Japonsku, Spojených státech
nebo třeba v Kolumbii. I když někdy bylo patrné z fotografií na celosvětovém webu Mise-X,
že přece jen se některé úkoly plní lépe dětem
na teplém Portoriku, než v zachumeleném
zimním Česku. Ale Mise-X, a kosmonautika
také, je i o překonávání překážek…
Maskotem společného českého týmu mladých budoucích kosmonautů v Misi-X 2013
byl i letos „Krteček-kosmonaut“, usměvavá
figurka, která se v roce 2011 dostala spolu s americkým astronautem Andrewem
Feustelem na Mezinárodní kosmickou stanici.
Chlapecká část posádky „Space Teamu“ z Gymnázia v Teplicích.
20 MAT21
„Vesmírná družina“ ze ZŠ 5. května v Jablonci nad Nisou (velitel Adam Šáfr, vedoucí týmu paní učitelka Alena Šáfrová), „Bio
Kosmonauti“ (velitel Martin Vavřík, vedoucí
paní učitelka Lenka Svobodová) a „Vesmírná
pětka“ (velitelka Eliška Doskočilová a vedoucí týmu paní učitelka Tereza Bušinová), obě
družstva ze ZŠ Všechovice, posádka „Cosmonuts“ ze ZŠ Lískovec ve Frýdku-Místku
(velitel Kryštof Bruno Niesner, vedoucí týmu
pan učitel Libor Kvapil), „Rakeťáci“ a „League of Marses“ z Gymnázia V. B. Třebízského
ve Slaném (velitelé Ondřej Novák a Václav
Baňka, vedoucí týmů Michal Šturm), „Space
team“ z Gymnázia v Teplicích (velitel Václav
Švestka, vedoucí paní Eva Mojžíšová), „Astrogirls“ z Gymnázia Olomouc-Hejčín (velitelka Alžběta Stavělová, vedoucí týmu Hana
Solařová) a „priMoon“ z téhož gymnázia (velitel Martin Belfín, vedoucí týmu Jiří Kvapil),
„Primáni Béčko“ z Matičního gymnázia v Ostravě (velitelka Kamila Holmanová, vedoucí
týmu Adam Dragon) a „AstroFitnes team“ ze
ZŠ U Tenisu v Přerově (velitel Tomáš Blaťák,
vedoucí týmu paní Eva Bartoňová).
Slavnostní zakončení Mise-X 2013 u „Sovičkových kosmonautů“ (Mateřská škola Rozmarýnek,
Praha).
Bližší informace získáte na stránkách odboru Vzdělávání České kosmické kanceláře
a na e-mailu [email protected].
Celosvětové webové stránky projektu
„Mission X: Train Like an Astronaut“ s fotogaleriemi všech zúčastněných států http://trainlikeanastronaut.org (en).
Stránky České kosmické kanceláře - informace o projektu (vč. představení všech 17
úkolů „Mise X“) - http://www.czechspace.cz/
vzdelavani/mise-x-trenuj-jako-kosmonaut
(cz).
Milan Halousek
Zdroje obrázků:
archiv CSO/MiseX
„Bio kosmonauti“ – aneb Čtvrťáci ze ZŠ ve
Všechovicích.
VESMÍRNÉ PLACHETNICE
Kterak PLACHTIT
ve vesmíru
Animace sluneční plachetnice
nad Zemí.
Zdroj: http://apod.nasa.gov/
apod/fap/image/1101/NanoSailD900.jpg
Mnozí o tom sní, mnozí už to zažili a rádi
na to vzpomínají, pro mnohé je to dokonce životním hobby. Řeč je o projížďkách po
moři či jezeru na plachetnici. Jen napnout
plachtu a nechat se hnát větrem nádhernou krajinou … jakou je bezesporu také
vesmír, byť tak příjemného prostředí jako
třeba na moři bychom se zde nejspíše nedočkali. Jak ale plachtit ve vesmíru, kde
nefouká žádný vítr? Už i na to vědci přišli.
Jak známo, při cestování vesmírem (a při
pohybu v jakémkoli prostoru vůbec) je nutné vyvinout určité množství energie, která
požadovaný předmět v prostoru „posune“
o kousek dál. Co se týče dnešních vesmírných plavidel, včetně například Mezinárodní vesmírné stanice a lodí, které ji zásobují
a vozí na její palubu kosmonauty, ty využívají k pohonu raketové motory, kde potřebná
energie vzniká spalováním paliva s okysličovadlem. Je to však lehce problematický
způsob pohonu, palivo může dojít, motor se
může pokazit až explodovat. Nedalo by se
vymyslet něco jednoduššího a „přírodnějšího“? Dalo.
Představme si naše Slunce. Teplota na povrchu asi 6 000 °C, v jádru kolem 15 milionů, každou sekundu spálí 700 milionů tun
vodíku. To panečku vydává energie! A zde
je možné princip plachetnice přenést do
kosmických podmínek s tím, že hnací silou,
tím, co se obouvá do plachty, bude právě sluneční světlo, konkrétně částice světla, zvané
fotony.
Největší vesmírná plachetnice v dějinách
lidstva
Ač předchozí řádky možná silně připomínají
nějakou verneovku, kosmickým agenturám
se již podařilo tento princip pohonu úspěšně
vyzkoušet přímo ve vesmíru.
Ke startu první sluneční plachetnice, která
měla otestovat v reálu své možnosti, došlo
v červnu 2005 a nosičem byla ruská raketa
Volna, vypuštěná z vojenské ponorky v Barentsově moři. Bohužel však došlo k selhání
rakety jen něco málo přes minutu po vypuštění.
Prvenství posléze získala japonská sonda
příhodně pojmenovaná Ikaros, která svou
plachtu v kosmu rozvinula v červnu 2010
MAT21 21
VESMÍRNÉ PLACHETNICE
K výrobě a přípravě plavidla Sunjammer
NASA přizvala svého osvědčeného partnera pro zkoušení nových věcí, kalifornskou
firmu L’Garde Inc., jenž stojí například za
experimentální nafukovací anténou, která
letěla do vesmíru roku 1996 na raketoplánu
Endeavour.
Samotná „plachta“ Sunjammeru je vyrobena
ze speciálního materiálu zvaného Kapton
a je tlustá pouhých 5 mikrometrů (5 milióntin metru), tuto speciální vrstvu Kaptonu poskytla chemická firma DuPont. Sunjammeru
dodá letovou sílu asi 0,01 newtonu, což je
zhruba ekvivalent hmotnosti balení cukru.
První americká sluneční plachetnice NanoSail-D viděná
holandskými astronomy.
Zdroj: http://farm3.static.
flickr.com/2586/5714303832_
40295fa62e.jpg
a stala se prvním plavidlem, cestujícím vesmírem jen díky slunečnímu světlu. V listopadu téhož roku vypustila svou první vesmírnou plachetnici též NASA, šlo o NanoSail-D
s plachtou o ploše 9 čtverečních metrů.
Zdaleka největší (a tudíž snad nejrychlejší) solární plachetnici se chystá do kosmu
vyslat agentura NASA koncem roku 2014.
Přípravy lodi Sunjammer (jméno nese podle
krátké povídky Arthura C. Clarka o závodu
nebeských plachetnic) jsou již v plném proudu, její plachta (samozřejmě se v případě
vesmírného pohonu nejedná o klasickou
plachtu, nicméně pro srozumitelnost textu
se tohoto slova držme) má mít celkovou plochu 1 208 čtverečních metrů (zhruba jako
čtvrtina fotbalového hřiště), tvar čtverce
a délku strany 38 metrů. Ve složeném stavu
je plachta veliká asi jako myčka na nádobí
a váží 32 kilogramů.
22 MAT21
Kapton je speciální film vyvinutý
firmou DuPont z USA, který je jedinečný svou stabilitou v extrémně
nízkých či naopak velmi vysokých
teplotách (vydrží například žár o velikosti 400 °C). Jeho originální anglický chemický název je poly(4,4’-oxydiphenylene-pyromellitimide)
a vyrábí se kondenzací pyromellitického dianhydridu a 4,4’-oxydifenylaminu. Díky své vynikající
odolnosti extrémním teplotám našel dobré uplatnění v elektronice,
v přístrojích, pracujících s rentgenovým zářením, ve 3D tisku a v neposlední řadě právě hojně v kosmonautice. Zde se z něj vyrábí třeba
vnější vrstva skafandrů, tepelná
izolace vesmírných lodí a díky jeho
dlouhodobé odolnosti drsným podmínkám vesmíru nově také sluneční plachetnice.
Sunjammer v letošním roce čekají intenzivní testy jeho komponent a poslední řešení
konkrétních detailů jeho designu. Na startovací rampu zamíří na konci roku 2014, jako
nosná raketa byl zvolen komerčně dostupný Falcon 9 společnosti SpaceX, která jeho
pomocí také vynáší zásobovací lodě Dragon k Mezinárodní kosmické stanici. Cílem
letu plachetnice bude oblast asi 3 miliony
kilometrů od Země, v místě, kde se nachází
Lagrangeův bod 1 soustavy Země-Slunce
(jejich gravitační a odstředivé síly se zde vyrovnávají tak, že těleso v tomto bodě nemění
polohu vůči soustavě).
Hlavním cílem Sunjammeru bude především
demonstrace a testování bezpalivového
pohonu a rozsáhlé testy, zahrnující kritické a riskantní rozvinutí plachty (zkušenosti
se solárními panely Mezinárodní kosmické
stanice říkají, že sbalené a dotýkající se chemické pláty se k sobě mohou přilepit a při
rozvinování se potrhat), řízení plavidla pomocí jakýchsi lopatek, opatřených menšími
plachtičkami, udržování polohy v bodě L1
a přesnou navigaci.
Kromě těchto testů a zkoušek je využití Sunjammeru v kosmickém prostoru de facto
otevřené, může sloužit jako včasná výstraha
před sluneční aktivitou, která, když je vysoká, může i vyřadit z provozu například komunikační satelity na zemské orbitě či pozemské energetické sítě. Sunjammer také může
ze své pozice umožnit odborníkům studovat
Slunce z úhlů, jež jsou jim normálně nedostupné.
VESMÍRNÉ PLACHETNICE
Dřívější prototyp solární plachty firmy L‘Garde je
testován ve vakuové komoře Glennova výzkumného střediska NASA.
Zdroj: http://i.space.com/
images/i/000/025/731/i02/sunjammer-solar-sail-prototype.jpg?1359610510
umožní lidstvu přestat o cestování ke hvězdám jen snít?
Vít Straka
Zdroje:
http://www.space.com/19565-worlds-largest-solar-sail-sunjammer.html
http://en.wikipedia.org/wiki/Kapton
Když Sunjammer uspěje a my se díky němu
naučíme nové věci o cestování vesmírem pomocí sluneční plachetnice, otevřou se nám
ohromné možnosti. Například by sluneční
plachtou poháněné sondy dle studie NASA
navštívit a prozkoumat šest blízkozemních
asteroidů během šesti let od svého vypuštění. O významu studia blízkozemních asteroidů se snad nemá žádný smysl hádat.
Podobná mise by byla nemožná s klasickým
chemickým pohonem, jak jej známe dnes,
a velmi problematická třeba s elektrickým
pohonem lodi. A to díky tomu, že sluneční
plachetnice nepoužívá žádných pohonných
látek a veškerou energii pro své cestování
získává pouze ze slunečních paprsků, což je
v neposlední řadě také dokonale ekologická
záležitost.
hranice sluneční soustavy. Že by to tedy nakonec byly právě sluneční plachetnice, které
Jeden z lunárních modulů, které v rámci programu Apollo sloužily americkým astronautům
k přistání na Měsíci. I tyto moduly byly vybaveny vrstvou kaptonu.
Zdroj: http://lunarscience.nasa.gov/wp-content/uploads/2012/08/AS16-11318339.4web.png
Sluneční plachetnice by jednou mohly sbírat a likvidovat orbitální smetí, ohrožující
kosmonauty a důležité družice, odstraňovat
z oběžné dráhy nefunkční družice, zajistit přímé spojení se zemským jižním pólem a létat
daleko do vesmíru. Les Johnson, manažer
výzkumu nových konceptů v Marshallově
středisku NASA, prohlásil, že by se rád dožil mise, při které bude rozvinuta obrovská
sluneční plachta blíže Slunci než planeta
Merkur a energie, nasbíraná zde, jí umožní
dosáhnout rychlosti, kterou poletí daleko za
MAT21 23
ISDC konference, zleva - Jakub Sláma, Aneta
Ceplechová, Michaela Lofflerová, Aleš Ceplecha.
PROJEKT TOSKA
Skutečná cesta
Aneta Ceplechová a ocenění
„Student Achievement Award“.
ZA SNEM
V polovině května náš tým (ve složení Aneta Ceplechová, Michaela Lofflerová, Jakub
Sláma a Aleš Ceplecha) odletěl do USA,
kde jsme se zúčastnili International Space Development Conference, na které proběhlo vyhlášení výsledků soutěže o návrh
vesmírné základny.
Náš projekt se jmenoval Toska a díky němu
jsme se stali vůbec prvním týmem z České
republiky, který přispěl svým návrhem do
této soutěže. Ještě před samotnou konferencí jsme si užili návštěvu New Yorku s prohlídkou nejzajímavějších památek, ze kterých
jsme nasávali atmosféru velkoměsta. Poté
už jsme zamířili na západní pobřeží USA,
konkrétně do města San Diego, poblíž něhož se konference konala. Také v San Diegu
jsme měli vyčleněno pár dní před konferencí na prohlídku tohoto úchvatného města.
Velice se nám líbila prohlídka Air and Space Museum, kde mimo jiné mají vystavený
přistávací modul kosmické kabiny Apolla 9.
24 MAT21
Největší zážitky máme ovšem ze samotné
konference. Dozvěděli jsme se o spoustě
nových projektů vznikajících na poli kosmonautiky, a především jsme se seznámili
s novými lidmi, se kterými chceme zůstat
v kontaktu. Konference probíhala formou
přednášek v rámci jednotlivých bloků (např.
Měsíc, Mars, Život ve vesmíru), což jsme velmi ocenili, jelikož si každý z nás mohli vybrat
přednášku, jejíž téma mu bylo blízké. V rámci soutěže o návrh vesmírné základny jsme
prezentovali náš projekt, ale prohlédli jsme
si i projekty ostatních a načerpali inspiraci
do příštího ročníku soutěže. Konference se
účastnila i řada známých osobností, zejména Buzz Aldrin, druhý člověk na Měsíci, který
prezentoval svojí vizi osídlení planety Mars.
Od poroty soutěže jsme získali cenu „Honorable mention“ (Čestné uznání). Jelikož se
do soutěže přihlásilo přibližně 600 projektů
a náš projekt se umístil spolu s několika dalšími na 8. místě v naší kategorii, byli jsme
s výsledkem velice spokojeni.
Za možnost účastnit se této konference
jsme moc vděční projektu Dreamcatcher,
který nám uhradil náklady na cestu a České
kosmické kanceláři, díky níž jsme se o soutěži dozvěděli.
Aneta Ceplechová
Zdroje obrázků:
archiv A. Ceplechové
VYRAZÍME?
KALENDÁŘ
AKCÍ
ČERVEN 2013
Č
ROBOTIKA
25.02.2013 - 30.6.2013
OSTRAVA - VÍTKOVICE
První seznámení s roboty nenásilnou a konstruktivní formou za použití všem známým prostředím LEGO. Za pomocí tří stavebnic LEGO
Mindstorms žáci a studenti dokážou pochopit jednoduché principy
základní robotiky. Celý kurs bude doprovázet mluvící robot Advee ve
velikosti dospělého člověka a předvede tak jinou formu možného použití robotů v blízké budoucnosti.
Více informací na: www.svet-techniky-ostrava.cz/cs/robotika
VAN DE GRAFFŮV GENERÁTOR
26.03.2013 - 30.06.2013
PRAHA, Národní technické muzeum
Výstava unikátního Van de Grraffova generátoru. Jedná se o jediné
zařízení tohoto typu a v této velikosti v Československu a později
v České republice.
Více informací na: http://www.ntm.cz/aktualita/van-de-graaffuv-generator
INVENTO
06.06.2013-08.06.2013
PRAHA, Výstaviště Holešovice – Průmyslový palác
Veletrh vynálezů a inovací.
Více informací na: www.invento.cz
VELETRH VĚDY
21.06.2013-22.06.2013
OLOMOUC, fakulty UP a ulice města Olomouce
Největší akce zaměřená na popularizaci vědy a výzkumu. Návštěvníci
Veletrhu mají možnost poznat prostřednictvím zábavných interaktivních experimentů, soutěží či představení rozličné aspekty každodenního využití vědy a jejích poznatků. Nosným tématem je VODA.
Více informací na: www.popup.upol.cz
CHEMIE
CHEM NA HRADĚ
25.06.2013
SLEZSKOOSTRAVSKÝ HRAD
Přehlídka atraktivní a zajímavé chemie.
Více informací na: http://www.cerna-louka.cz/akceN_95/
KURZ BROUŠENÍ ASTRONOMICKÝCH ZRCADEL
28.06.2013 – 07.07.2013
ROKYCANY, Hvězdárna v Rokycanech
Cílem kurzu je seznámit jeho účastníky s technikou a postupem broušení, leštění a proměřování parametrů a kvality zrcadla. Po týdenní
práci by si měl každý účastník odvážet vybroušené a vyleštěné zrcadlo o průměru 130 mm.
Více informací na: http://hvr.cz/akce/kurzy/
LETNÍ ŠKOLA CHEMIE, FYZIKY, BIOLOGIE A MATEMATIKY
30.06.2013 - 05.07.2013
JEVÍČKO, Gymnázium a Domov mládeže v Jevíčku.
Tradiční prázdninová akce Přírodovědecké fakulty Univerzity Palackého. V prázdninovém týdnu mohou studenti všech typů středních škol
prožít týden zajímavých diskusí a přednášek předních odborníků.
Více informací na: http://www.prf.upol.cz/kalendar-akci/
cal/2013/06/30/event/view-month|page_id-13053/tx_cal_phpicalendar/3393/
ČERVENEC 2013
VĚDECKÉ LÉTO 2013
08.07.2013 - 30.08.2013 (celé léto, každý pracovní den od 08:00 –
16:00 hod.)
PRAHA, BRNO
Týden plný experimentů, poznání a zábavy z různých vědeckých oborů
(chemie, fyziky, biologie, kosmické vědy atd.), exkurze.
Více informací na: http://www.vedanasbavi.cz/primestske-tabory.php
MAT
MAT21
21 25
VYRAZÍME?
Experimenty s tekutinami.
Více informací na: http://www.techmania.cz/info.php?mn1=38&mn2=571&inf=Prehled%20akci%202013
22. MEZINÁRODNÍ KONFERENCE LASEROVÉ FYZIKY
15.07.2013 - 19.07.2013
PRAHA, Hotel Krystal
Více informací na: http://www.lasphys.com/workshops/
lasphys13/
SOUSTŘEDĚNÍ MLADÝCH FYZIKŮ A MATEMATIKŮ
13.07.2013 – 23.07.2013
NEKOŘ V ORLICKÝCH HORÁCH
Soustředění je určeno všem mladým lidem, kteří chtějí prožít dva týdny plné bádání, kutění a dalšího programu.
Více informací na: www.kdf.mff.cuni.cz/tabor/
DEPILACE
24.08.2013 - 31.08.2013
BRNO, uprostřed lesa
Doplňková akce Školy matematiky a fyziky. Nečekají tě skoro žádné
přednášky, zato se můžeš těšit na množství her a zábavných aktivit
jakožto i na čas strávený dle tvé libovůle mafií, šarádami či s kytarou.
Více informací na: www.depilace.chim.cz
LETNÍ MATEMATICKO-FYZIKÁLNÍ SOUSTŘEDĚNÍ
16.08.2013 - 30.08.2013
JIZERSKÉ HORY
Tradiční tábor s odborným programem zaměřeným na oblasti matematiky, fyziky a informatiky.
Více informací na: www.alma.karlov.mff.cuni.cz/lmfs
SRPEN 2013
PLAVE NEBO SE POTOPÍ
10.08.2013 – 11.08.2013
PLZEŇ, Technamnia
FYZIKÁLNÍ VELIČINY A VELIKÁNI
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Která základní fyzikální veličina používá jednotku kelvin (K)?
Pro jakou veličinu se využívá v Anglii jednotka libra?
Uveďte veličinu, která udává počet opakování periodického děje za daný časový úsek.
Doplňte vektorovou veličinu, která vyjadřuje míru vzájemného působení těles.
Veličina, která vyjadřuje velikost prostoru (jednotkou je kubík).
Definujte jedním slovem neprostorové lineární kontinuum, v němž se události stávají v jistém nevratném pořadí.
7. Jaká je veličina, jež má kromě velikosti i určitý směr?
1. T E P L O T A
2. H M O T N O S T
3.
F R E K V E N C E
4.
S Í L A
5. O B J E M
6.
Tajenka zní: TOKAMAK
7.
Č A S
V E K T O R
Fotografie struktur neželezných materiálů jsou použity se souhlasem společnosti VÚK Panenské Břežany a.s. Spoluautor Ing. Jiří Faltus, CSc.
26 MAT21
MAT 21
TOKAMAK MAST
V dnešním vydání máme pro vás připravenou vystřihovánku tokamaku MAST (níže uvádíme náhled výsledku). Tímto bychom
rádi poděkovali CCFE za poskytnutí podkladu (http://www.ccfe.ac.uk).
Zdroj obrázku: archiv MAT21
JG
G011.
011.
1 258
2
Fold
Fold
F
U
Build your own
Tokamak
Fold
Fold
S
TOP
I
built by
This model was
..........
Name:...............
...........
Age:.................
Mega
Amp
Spherical
Tokamak
MAST
BASE
O
N
N
O
F
U
I
SIDE
www.ccfe.ac.uk
S