Nakoukli jsme pod pokličku akademiků
Prvního listopadu jsme navštívili Ústav fyziky plazmatu Akademie věd. Každý rok se koná Týden vědy a techniky, kdy se otvírají jednotlivé Ústavy Akademie věd. Návštěvníci se mohou podívat, čím se jednotlivé Ústavy zabývají. V následujícím článku se pokusím přiblížit, čím se zabývá Ústav fyziky plazmatu a jak naše exkurze probíhala.
Ústav fyziky plazmatu vznikl již v roce 1959 rozhodnutím tehdejšího Prezidia Československé akademie věd. Původně se jmenoval Ústav vakuové elektroniky. Ústav v průběhu svého působení prošel řadou změn, reorganizací a přejmenováním. Dnes se účastní řady projektů, je součástí řady výzkumných skupin a organizací a hraje významné celosvětové postavení ve studiu a aplikaci plazmatu.
Prohlídka začala teoretickou přednáškou v hlavní budově o tom, co je plazma a kde se dá všude využít. Také jsme se dozvěděli o historii Ústavu. Po přednášce jsme navštívili jednotlivé oddělení, které si nyní postupně představíme. K dnešnímu dni se Ústav fyziky plazmatu skládá z 5 oddělení a jednoho Centra TOPTEC umístěného v Turnově. Oddělení TOKAMAK se zabývá studiem vysokoteplotního plazmatu. To probíhá na Tokamaku COMPASS, který je v měřítku 1:10 nového tokamaku ITER, který se staví ve Francii. COMPASS tedy slouží k získávání předběžných výsledků, které v budoucnu bude možno aplikovat i na ITER.
Oddělení impulsních systémů se zabývá studiem plazmatu vytvářeného pomocí impulsních vysokonapěťových elektrických výbojů v plynech a kapalinách. Jedním ze směrů studia tohoto oddělení je studium rázových vln generovaných výbojovým plazmatem ve vodě. Ten lze uplatnit například v medicíně. Zde byl vyvinut unikátní generátor zaměřených rázových vln, který dokáže rozbít ledvinové kameny. Tento přístroj, který dnes slouží v řadě nemocnic pro odstranění ledvinových kamenů. Zajímavostí je, že první, kdo tento přístroj vyzkoušel, byl sám ředitel Ústavu. Nyní je hlavní pozornost zaměřena na aplikace v onkologii.
Dalším oddělením, které jsme navštívili, bylo oddělení termického plazmatu. To se zabývá plazmatem, pro které je charakteristická vysoká hustota energie, intenzivní přenos energie na okolí, který je možno realizovat v uzavřeném reaktoru nebo v otevřených systémech při atmosférickém tlaku. Jeden ze směrů studia je přeměna látek v reaktoru PLASGAS na syntézní plyn, který je však oproti standardním výrobám obohacen o vodík. K přeměně organických a anorganických materiálů (například dřevní štěpky) slouží vodou stabilizovaný plazmotron WSP®, který byl zde vyvinut. Plazma zde dosahuje teplot okolo 30 000K.
Oddělení materiálového inženýrství se zabývá studiem nových materiálů, které jsou připraveny metodou plazmové depozice. Jedná se o techniku, kdy do proudu plazmatu jsou přiváděny materiály ve formě prášku. Tyto materiály jsou v plazmatu nataveny a jsou unášeny na podložku. Tím vzniká keramika nevšedních tvarů, které nelze běžnými technikami připravit.
Posledním oddělením je oddělení laserového plazmatu. Toto oddělení je nejmladší a vzniklo v roce 1998, když převzalo jeden z největších evropských laserových zařízení, německý pulzní terawattový jodový laser Asterix IV. Oddělení PALS (Prague Asterix laser system) se zabývá využitím laseru při zapálení termojaderné fúze. V budoucnu se počítá s 2 variantami zahájení termojaderné fúze. Buď laserem, nebo elektrickým výbojem. Prvním způsob studuje toto oddělení a druhý oddělení TOKAMAK.
Ústav fyziky plazmatu se zabývá velkou řadou témat. Zde jsem si dovolil uvést pouze některé z nich. Přijít se podívat můžete každý rok na Týdnu vědy, která se koná na přelomu měsíce října a listopadu.
Autor: Jaroslav Kocík, KocikJ@seznam.cz
