fbpx

A fúziós energia a jövő – magyar részvétellel

A tudomány elszántan menetel a tiszta energiának tartott fúziós energiatermelés felé s a nem könnyű úton egy újabb mérföldkő a nemrég Japánban felavatott hatemelet magas berendezés, amelyben egy magyar fejlesztésű intelligens kamerarendszer segíti a fúziós folyamatok megértését, ezen keresztül láthatták a kutatók az első plazmát. A Japán és az Európai Unió közti együttműködésről a Horizon, az EU kutatási és innovációs magazinja adott hírt.

A fúzió a hagyományos atomerőművekben megvalósított szabályozott maghasadás fordítottja. Míg a maghasadás során egy nehéz atom két könnyű atomra válik szét, addig a fúzió során két könnyű atomot egyesítenek egy nagyobb atommá. A maghasadással ellentétben a fúzió során nem keletkezik nukleáris hulladék, és nem áll fenn az olvadás, vagy a láncreakció veszélye, ezért tiszta energiának nevezhető. A fúzióval kapcsolatos kutatások az 1920-as években kezdődtek, amikor egy Arthur Eddington nevű brit asztrofizikus a csillagok energiáját a hidrogén héliummá történő átalakulásával, fúziójával hozta összefüggésbe.

Tokió közelében épült az új reaktor

A fúzió gyakorlati felhasználása előtt azonban jelentős akadályok tornyosulnak. Elsősorban olyan reaktorokat kellene építeni, amelyek falai nem olvadnak meg a bennük keletkező extrém magas hőtől, ki kellene fejleszteni a fúziós energiatermeléshez szükséges legoptimálisabb összetételű keverékeket és korlátozni kellene a reaktorban lévő anyagok besugárzását.

A Tokiótól északkeletre fekvő Naka városában most átadott henger alakú bórral kevert acélfalú berendezésben, tokamakban a Nap magjánál több mint tízszer forróbb – akár 200 millió Celsius-fokos – kavargó, túlhevített gáz, úgynevezett plazma „dolgozik”. A tokamak olyan berendezés, amely egy, a kerékpár belső gumijához hasonló tórusz alakú, elektromágnes által létrehozott mágneses mezőben képes a magas hőmérsékletű plazma tárolására.

A JT-60SA-hoz hasonló fúziósenergia-reaktorok tulajdonképpen a Napban és más csillagokban lejátszódó folyamatokat reprodukálják. A hidrogénatomok fúziójával hélium és egy neutron keletkezik, s hő formájában energia szabadul fel, amely tiszta és szinte kimeríthetetlen energiaforrást biztosíthat.

Ez pedig manapság a fokozódó éghajlatváltozás közepette, a fosszilis tüzelőanyagok helyett új tiszta alternatívák keresése közben hihetetlenül fontos.

Az új rekorder az ITER közvetlen elődje

A JT-60SA nevű, 600 millió eurós új reaktort a Fusion for Energy (F4E) nevű uniós szervezet és a japán National Institutes for Quantum Science and Technology, más néven QST egy 2007-es egyezmény értelmében közösen építette. Korábban a legnagyobb tokamak címet egy 40 éves brit létesítmény, a Joint European Torus (JET) viselte, ez most a JT-60SA-ra szállt, hiszen fűtőteljesítménye akár 41 megawattos is lehet, szemben a JET 38 MW-os értékével s ezzel az eddigi legnagyobb mennyiségű plazmát sikerült előállítani.

A JT-60SA a következő tervezett tokamak, a 33 ország szakértőinek részvételével épülő ITER, a világ legnagyobb fúziós kísérletének munkálataihoz nyújt segítséget. A JT-60SA-nál kétszer nagyobb ITER egy 180 hektáros dél-franciaországi területen, Saint-Paul-lés-Durance-ban épül.

A húsz évre tervezett élettartamú JT-60SA-t az első sikeres üzembe helyezés után tervezetten két-három évre leállítják, amíg egy külső fűtő- és energiarendszerrel bővítik, illetve más részeit tovább fejlesztik. Az első bekapcsolás megtörtént és a plazmatermelést igazolták. Amikor a következő üzemeltetési fázist megkezdik a szakemberek, akkor már sokkal tovább tudnak majd lépni a plazma előállítása és folyamatok megértése terén.

Jelenleg a 2050 körüli évekre várják a fúziós energiát

A fúziós kutatások az emberiség közös nagy projektjét jelentik. Az EUROfusion nevű (29 ország mintegy 170 laboratóriumát és ipari partnerét tömörítő) partnerség résztvevői hardverrel és személyzettel járulnak hozzá a JT-60SA-hoz. Az F4E pedig Európa hozzájárulását irányítja a 33 országot tömörítő ITER-hez, valamint a JT-60S-hoz.

Egyébként már az Angliai Oxforshire-ban létesült JET is megdöntötte saját rekordját a fúziós reaktor által termelt legnagyobb energiamennyiség tekintetében, mielőtt az utolsó kísérleteket elvégezték ott, és 2023 decemberében leállították. Az 5,2 másodperces reakció során 69 megajoule-t mért energia becslések szerint 12 000 háztartás energiaellátására volt elegendő, ami jól mutatja a fúziós energiában rejlő óriási lehetőségeket.

Jelenleg a szakértők úgy vélik, hogy a fúziós energia az ITER révén, ami azonban még csak egy kísérleti berendezés lesz, a 2050-es évekre valósággá válhat.

További hírek