ITER a CERN jsou dva mezinárodní projekty s celosvětovým dosahem, v jednom se snaží vyrobit elektrickou energii z jádra prostřednictvím fúzní reakce, ve druhém zase vědci hledají odpovědi na počátky vesmíru. Jedno však mají společné, a to jsou rozvaděče od společnosti PPA ENERGO patřící do skupiny PPA CONTROLL.
Projekt ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor – Mezinárodní termonukleární experimentální reaktor) je dnes snad nejambicióznějším energetickým projektem ve světě. Na území jižní Francie na něm spolupracuje 35 zemí a Slovensko nezůstalo stranou.
Experimentální jaderný fúzní reaktor by měl fungovat na stejném principu, který pohání i naše Slunce a hvězdy. Při teplotě 150 milionů °C se v tokamaku navzájem srážejí izotopy vodíku (deuterium a tritium), spojují se do těžších izotopů helia a neutronu, který nese většinu energie uvolněné při reakci. Fúzní reaktory mají tedy potenciál vyřešit celosvětovou poptávku po energii.
„Zpočátku jsme vnímali experimentální projekt ITER jako něco nedosažitelného, a zároveň nás fascinovala představa, že bude slovenská společnost součástí něčeho tak významného a velkého v rámci světové jaderné energetiky,“ vzpomíná na první myšlenku podílet se na projektu obchodní ředitel PPA ENERGO Peter Spilý.
Příběh slovenské účasti začal v roce 2016 a o dva roky později získala PPA ENERGO na stavbě první kontrakt. V konsorciu s italskou společností Fincantieri podepsali smlouvu na montáž komponentů technologie napájení tokamaku a zároveň bezpečného svedení a neutralizování nahromaděné energie vytvořené jadernou fúzí. „Jde o specifické vodiče chlazené vodou, které se běžně nepoužívají,“ vysvětluje Peter Spilý.
VÝVOJ ROZVADĚČŮ
Společnost PPA ENERGO se při výstavbě fúzního reaktoru osvědčila a i to bylo důvodem, pro který získala kontrakt na vývoj, výrobu a dodávku speciálních rozvaděčů, které jsou odolné vůči vysokému magnetickému poli v okolí tokamaku. Jsou momentálně jedinou firmou na světě, která se dokázala kvalifikovat dle podmínek stanovených ITER-em.
„Je tam velmi velké specifikum ve zvýšeném magnetickém poli v oblasti, kde mají být rozváděče namontovány,“ objasňuje náročné detaily Michal Cuník, projektový manažer PPA ENERGO.
Právě toto magnetické pole udržuje plazmu při extrémně vysoké teplotě uvnitř reaktoru a odpadní magnetismus z něj působí všude v okolí. „My jsme proto museli rozvaděče pro ITER kompletně nově vymyslet a zkonstruovat, aby mu odolaly,“ popisuje Michal Cuník a dodává, že k tomu neexistují konkrétní normy a ani standardní laboratoře, ve kterých by se výrobky daly testovat.
„Oslovili jsme prakticky celý svět a ptali se, kdo by nám s něčím tak unikátním uměl pomoci. Nakonec jsme našli laboratoř EMITECH ve Francii, ve které nám dokázali zkonstruovat speciální cívku podle našich parametrů,“ vzpomíná na nelehké časy při výrobě Michal Cuník.
V PPA ENERGO nejprve sestavili zmenšeninu rozvaděče a testovali ji. Teprve když se osvědčila, pustili se do testů s komponenty reálné velikosti. Zkoumali jejich odolnost jednotlivě a poté i rozvaděče jako celku. „Zaměřili jsme se na funkční testy, na přechodové jevy, na samotnou vlastní spotřebu zařízení, na zkratové testy a na operační limity,“ říká o podrobnostech Michal Cuník. Kromě magnetismu testovali také seismickou odolnost zařízení a jeho odolnost vůči náhlé změně teploty. „Dělá se to kvůli tomu, že pokud by nastala v ITER-u nějaká havárie a bylo by třeba zařízení extrémně rychlým způsobem zchladit, rozvaděče musí vydržet, a to jsme testovali v klimatické komoře,“ objasňuje projektový manažer společnosti PPA ENERGO s tím, že jde o unikátní zařízení. „Jsou to na míru dělané rozváděče z nestandardního materiálu, konkrétně ze speciálního druhu oceli. Je to naše vlastní know-how, jsou odolné vůči magnetickému poli i vůči zemětřesením.“
Vývoj a testování zabraly téměř dva roky. Výsledkem je, že ITER rozváděče od PPA ENERGO schválil. Ve společnosti již zhotovili první kus, který úspěšně absolvoval FAT (Factory Acceptance Test) ve výrobě a už je ve Francii na stavbě ITER-u. „Teď už běží výroba dalších kusů z rámcové smlouvy, momentálně jich je sedm,“ říká o aktuálním dění Michal Cuník. Společnost je plánuje dodat do konce letošního roku.
Program ITER by měl trvat minimálně 30 let a po Mezinárodní vesmírné stanici ISS je druhým nejdražším vědeckým projektem na světě. Spuštění fúzního reaktoru se nově předpokládá kolem roku 2034. Navždy zůstane pouze experimentem, energie, kterou se v něm podaří vyrobit se nikdy nedostane do sítě mezi odběratele. Náklady na výstavbu a provoz však lze počítat v desítkách miliard eur.
CERN SE TAKÉ SPOLEHL NA SLOVÁKY
Bohaté zkušenosti s výrobou různých typů rozvaděčů pomohly společnosti PPA ENERGO ze skupiny PPA CONTROLL dostat se k pracím na urychlovači částic ve švýcarském CERN-u. Zásadním způsobem přispívají k ekologizaci jeho provozu. „Chlazení jejich starých rozvaděčů bylo navrženo v osmdesátých letech a tehdy se řídili heslem, že věda je na prvním místě a ekologie až na druhém,“ vysvětluje projektový manažer Michal Cuník.
PPA ENERGO získala kontrakt přes vítězství ve výběrovém řízení. Na dvou ze čtyř detektorů v rámci urychlovače částic začínají vyměňovat neekologický chladící okruh na bázi chemických látek za chlazení prostřednictvím CO2. „Tímto plynem se už kdysi chladilo v 60. letech minulého století, pak lidstvo přešlo na chemii, která ale škodí životnímu prostředí, proto jsme ji zakázali. A tak se nyní vracíme kamsi na začátek,“ popisuje Michal Cuník genezi, která vedla k modernizaci systémů v CERN-u.
„Přechodem se ušetří 40 tisíc tun ekvivalentu CO2 za rok, což není zrovna zanedbatelné množství,“ vyzdvihl Michal Cuník přínos změny pro životní prostředí. Zásadním rozdílem je u rozvaděčů i velikost chladicí pumpy, u CO2 je zhruba pouze třetinová oproti použití chemické látky R717, změna tedy výrazně šetří i prostor.
