Ústav fyziky plazmatu AV ČR, v. v. i., je veřejná výzkumná instituce, součást Akademie věd České republiky. Zabývá se studiem fyziky plazmatu, souvisejících procesů a jejich využitím a výzkumem řízené termojaderné fúze.

Ústav byl založen v roce 1959 (tehdy ještě pod názvem Výzkumný ústav vakuové elektroniky). Roku 1974 získal ústav sovětský Tokamak TM-1-MH, který byl uveden do provozu v roce 1977. Od roku 2008 do roku 2021 provozoval ústav Tokamak COMPASS, největší tokamak v České republice. Nyní se staví nový tokamak se špičkovými parametry s názvem COMPASS-U. Spolu s Fyzikálním ústavem AV ČR se také podílí na chodu Badatelského centra PALS provozujícího jódový laserový systém Asterix IV. Ústav byl v roce 2009 časopisem 21. století jmenován mezi deseti nejúspěšnějšími ústavy Akademie.Michal Andrle: 10 nejúspěšnějších ústavů Akademie věd ČR, 21. století, září 2009, 84-86, dostupné online.

Jednotlivé vědecké sekce ústavu se zaměřují na řízení termojaderného slučování, využití elektrických výbojů, interakci plazmatu s jinými skupenstvími hmoty, likvidaci odpadů v proudu plazmatu, procesy plazmového stříkání, výzkum a vývoj v oblasti ultrapřesné a speciální optiky a řešení dalších problémů souvisejících s plazmatem.

Struktura náhled|Budova tokamaku Ústav fyziky plazmatu má čtyři výzkumné sekce: Fúzní plazma Laserové plazma Plazmochemie a materiály TOPTEC

Činnost ústavu náhled|Tokamak COMPASS Obor plazmat studovaných v ústavu zahrnuje plazmata od relativně studených výbojových plazmat s teplotami do 40 tisíc K (energie řádu 1 eV) až po velmi horká laserová plazmata s teplotami řádu desítek miliónů K (energie přes 1 keV). Rovněž obor hustot studovaných plazmat je velmi široký: od plazmatu s hustotou o mnoho řádů nižší než hustota plynu za atmosférického tlaku (výboje v tokamacích) až po plazma s hustotou srovnatelnou s hustotou pevné fáze (počáteční fáze vytváření laserového plazmatu). Podle doby života lze v ústavu studované typy plazmatu rozdělit na v podstatě stacionární termální – rovnovážná – plazmata (plazmatronové výboje), kvazistacionární výbojová plazmata s dobou života několik desetin sekundy (plazma tokamaku COMPASS) a nestacionární silně nerovnovážná plazmata s dobou života 1 μs i méně (impulzní plazmové systémy a laserové plazma).

Aplikovaný výzkum ústavu zahrnuje např. vývoj materiálů schopných odolávat dlouhodobému působení horkého plazmatu v tokamacích. Ty jsou připravovány plazmovými nástřiky (vodou stabilizovaným plazmatronem patentovaným ústavem), analyzovány a optimalizovány v oddělení materiálového inženýrství. Další oblastí aplikovaného výzkumu jsou pokročilé optické systémy, vyvíjené jak pro průmyslovou sféru, tak pro výzkumné organizace, včetně např. ESA.

Historie náhled|Centrum PALS s laserem Asterix

1. 1. 1959 – Založení Ústavu vakuové elektroniky Československé akademie věd z cca 50 bývalých zaměstnanců Výzkumného ústavu vakuové elektroniky – zejména oddělení urychlovačů; ředitel Ing. Jan Váňa. 1960 – Vývoj lékařského betatronu ve spolupráci s Chiranou (Karel Rytina, Lubomír Pikulík…) 1963 – Experimentální zařízení Elman 1 – spuštění lineární magnetické plazmatické pasti s elektronovým svazkem (Miloš Seidl…). 1968 – Transformace Bernsteinových vln – dodnes často citovaná teoretická práce (Vladimír Kopecký, Josef Preinhaelter). 1972 – Zachycení elektronů svazku do vln vybuzených tímto svazkem, univerzálnost silně nelineárního efektu – teoretická předpověď (Karel Jungwirth), experimentální důkaz na zařízení ELMAN II (Pavel Šunka, Jiří Ullschmied, Vojtěch Piffl). 1973 – Silové působení vf vln na plazma – základní, dodnes citovaná, teoretická práce (Richard Klíma, Václav Petržílka). 1975 – Virtuální katoda výkonového elektronového svazku – předpověď vzniku a využití (Karel Jungwirth), experimentální důkaz na zařízení REBEX: generace nad tepelných elektronů, kolektivní urychlení iontů a zvýšení účinnosti ohřevu plazmatu při využití účinku virtuální katody (Pavel Šunka…). 1976 – Experimentální toroidální zařízení INTERMEZZO – potvrzení Klímovy a Petržílkovy teorie (Jindřich Musil, Jiří Ďatlov…). 1979 – Zřízení oddělení aplikované fyziky plazmatu – syntéza NOx, povrchové vrstvy Si3N4 (Jindřich Musil, Laco Bárdoš…) 1981 – Rozšíření ÚFP o skupinu zabývající se vodou stabilizovaným plazmatronem – převod z organizace Aquacentrum. 1983–1984 – Rekonstrukce tokamaku TM-1-MH na CASTOR – Czechoslovak Academy of Sciences TORus (František Žáček, Jan Stöckel…). 1984 – Experimentální zařízení Z-pinch – zahájení činnosti výboje s impulsním napouštěním plynu – intenzivního zdroje rtg záření (Aleš Krejčí…). 1985 – Rozšíření ÚFP o skupinu struktury materiálů (Pavel Chráska…). 1985–1989 – Rtg analyzátor vyvinutý a vyrobený v ÚFP prokázal na zařízení GOL ohřev hustého plazmatu na teploty řádu keV (Jaroslav Rauš, Vojtěch Piffl, Ústav jaderné fyziky, Novosibirsk). 1985–1990 – Deterministický chaos – numerické simulace nelineární interakce elektromagnetických vln s plazmatem (Ladislav Krlín, Pavel Pavlo, Zdeněk Gášek). 1988 – Teorie Langmuirových solitonů a silné plazmové turbulence – první zahraniční spoluautor v prestižní sérii „Voprosy těorii plazmy“ (Karel Jungwirth). 1988 – Generátor fokusovaných rázových vln pro drcení ledvinových kamenů – dokončen ve spolupráci s 1. LF UK – Interní klinikou (Pavel Šunka, Jiří Beneš…). 17. 11. 1989 – Oslavy 30. výročí založení ústavu (společenský večer v Savarinu). 1990–1994 – International Board of Advisors. Studie v rámci projektu (EURATOM) termonukleárního experimentálního reaktoru ITER (Pavol Pavlo, Ladislav Krlín, Richard Klíma). 1990–1994 – Numerické simulace interakce dolně hybridních vln s elektrony a alfa-částicemi v tokamaku-reaktoru (Pavol Pavlo, Ladislav Krlín). 1994 – Instalace čtyřkanálového rtg spektrometru vyrobeného v ÚFP na tokamaku TCV v École Polytechnique Fédérale de Lausanne (Vojtěch Piffl, Jaroslav Rauš, Aleš Krejčí). 1994–2000 – Numerické simulace anomální difúze iontů v nízkofrekvenční turbulenci plazmatu tokamaku v jednoduchém modelu stacionárního periodického potenciálu (Ladislav Krlín, Vojtěch Svoboda, Jan Stöckel). 1996 – Experimentální zařízení CAPEX – rychlý kapilární výboj v argonem plněné kapiláře („přenosný“ rtg laser) – zahajuje činnost (Karel Koláček…). 30. 6. 1997 – ASTERIX IV – mezinárodní dohoda o předání laserového systému Asterix IV z Ústavu kvantové optiky Maxe Plancka (Garching u Mnichova) do ÚFP/FZÚ v Praze. 22. 12. 1999 – EURATOM: podepsána Asociační dohoda EURATOM/IPP.CR.  8. 6. 2000 – Prague Asterix Laser System (PALS) – oficiální spuštění laserového systému v Badatelském centru PALS – společném pracovišti ÚFP AV ČR a FZÚ AV ČR (Karel Jungwirth, Jiří Ullschmied, Karel Rohlena…). 2004 – Badatelské centrum PALS se stává členem konzorcia 17 laboratoří z 10 evropských zemí LASERLAB-EUROPE. 2004 – Spuštění plazmochemického reaktoru Plasgas (Milan Hrabovský, Vladimír Kopecký). 20. 10. 2007 – Tokamak COMPASS dorazil do Prahy. 1. 4. 2008 – Slavnostní odhalení tokamaku COMPASS za účasti představitelů EURATOM, UKAEA, EFDA, AV ČR a vlády České republiky. 9. 12. 2008 – První plazma tokamaku COMPASS. 19. 2. 2009 – Slavnostní spuštění tokamaku COMPASS. 1. 10. 2010 – Vytvořeno Regionální centrum speciální optiky a optoelektronických systémů „TOPTEC“ v Turnově. 23. 6. 2011 – Britský premiér David Cameron na návštěvě COMPASSu 15. 3. 2012 – Otevření Laboratoře plazmových technologií v Praze – Letňanech 1. 2. 2015 – RNDr. Radomír Pánek, Ph.D., ředitelem. 30. 5. 2016 – Laser PALS vypálil jubilejní 50 000. výstřel. 5. 9. 2016 – ÚFP a Centrum výzkumu Řež pořádali v Kongresovém centru v Praze 29. ročník mezinárodního sympozia o technologiích pro jadernou fúzi SOFT 2016 (cca 1 000 účastníků). 28. 2. 2018 – Projekt nového tokamaku COMPASS Upgrade obdržel oficiální formální Rozhodnutí o poskytnutí dotace od Ministerstva školství, mládeže a tělovýchovy České republiky. 23. 10. 2019 – Předsedkyně AV ČR a ředitel ÚFP podepsali ve Washingtonu dohodu o kooperaci AV ČR a ÚFP s Department of Energy (DoE), federálním Ministerstvem energetiky Spojených států amerických. 18. 11. 2019 – ÚFP pořádal v hotelu Ambassador slavnostní setkání na oslavu 60. výročí od svého založení. 24. 1. 2020 – Doc. RNDr. Radomír Pánek, Ph.D. jmenován ředitelem ÚFP na druhé funkční období. 30. 1. 2020 – Tým Oddělení tokamak realizoval jubilejní 20 000. experimentální výboj. 8. 6. 2020 – Laserový systém PALS oslavil 20 let. duben 2020 – Zahájena výstavba nové hlavní budovy ÚFP. 22. 10. 2021 – Z experimentální haly ÚFP byl odvezen tokamak COMPASS. prosinec 2021 – Dokončena stavba nové administrativní budovy ÚFP. 30. 5. 2022 – Nová administrativní budova ÚFP, jejíž výstavba započala v dubnu roku 2020, byla dne 30. května slavnostně otevřena za přítomnosti předsedkyně AV ČR a dalších významných hostů. září 2023 – První fáze stavebních prací pro projekt COMPASS-U dokončena.

Název a právní forma ústavu 1959–1963: Ústav vakuové elektroniky ČSAV 1964–1992: Ústav fyziky plazmatu ČSAV od 1992: Ústav fyziky plazmatu AV ČR

K lednu 2006 byla s Ústavem fyziky plazmatu sloučena Vývojová optická dílna AV ČR. K lednu 2007 se uskutečnila změna právní formy ze státní příspěvkové organizace na veřejnou výzkumnou instituci. Zřizovatelem ústavu je Akademie věd České republiky.

Odkazy Reference

Externí odkazy

TOPTEC

Kategorie:Ústavy Akademie věd České republiky