MENÜ
2024. július 13.
Jenő
Elkészült a világ legnagyobb magfúziós reaktora, de kordában kell tartani

Elkészült a világ legnagyobb magfúziós reaktora, de kordában kell tartani

bitcoinbazis.hu / katilan

A fúziós reaktor 19 hatalmas, több toroidmágnesbe hurkolt tekercsből áll.

Az ITER fúziós reaktora minden idők legnagyobb szerkezete, amelyben rejlik annyi potenciál, hogy alternatív energiaforrások kitermelésére lehessen felhasználni anélkül, hogy atomkatasztrófát idéznénk elő a Földön.

A Nemzetközi Kísérleti Termonukleáris Reaktor (ITER, latinul „az út”) Franciaországban épülő létesítménye hosszú múltra tekint vissza, egy közös erővel létrehozott, radikálisan új energiatermelési módszerre építő erőmű ötlete már 1985-ben terítékre került a világ nagyhatalmainak vezetői között.

A fúziós reaktor, amely 19 hatalmas, több toroidmágnesbe hurkolt tekercsből áll, eredetileg 2020-ban kezdte volna meg első teljes tesztelését. Most a tudósok szerint legkorábban 2039-ben indulhat be.

Ez azt jelenti, hogy a fúziós energia, amelynek élenjárója az ITER tokamakja, nagy valószínűséggel nem lesz elérhető időben ahhoz, hogy megoldást jelentsen az éghajlati válságra.

„Az ITER késlekedése kétségtelenül nem jó irányba halad” – mondta Pietro Barabaschi, az ITER főigazgatója egy szerdai (július 3.) sajtótájékoztatón. „A magfúzió pozitív hatással lehet az emberiség jelenlegi problémáira, és sokan számítanak erre a segítségre, ám nem szabad megvárnunk, hogy a magfúziónak kelljen megoldania ezeket a jelentős problémákat. Ez nem lenne bölcs dolog”.

A világ legnagyobb magfúziós reaktora 35 ország – köztük az Európai Unió összes tagállama, Oroszország, Kína, India és az Egyesült Államok – együttműködésének eredménye. Az ITER egyik alapkövéül a világ legerősebb mágnese szolgál. A masszív, több mint ezer tonnás szolenoidból készült elektromágnes 19 méter magas és 4 méter széles, valamint közel 13 teslányi energiát képes előállítani, ami nagyjából 280 ezerszer erősebb, mint a Föld mágneses mezője.

A reaktor lenyűgöző konstrukciója ugyancsak magas költségekkel jár. Eredetileg 5 milliárd dollárba került volna, és 2020-ban kellett volna beindulnia, de mostanra többszörös késedelmet szenvedett, így a költségvetése 22 milliárd dollár fölé duzzadt, és vélhetően újabb 5 milliárd dollárra lesz szükség a további költségek fedezésére. Ezek az előre nem látható kiadások és késedelmek állnak a legutóbbi, 15 éves csúszás hátterében.

A tudósok már több mint 70 éve próbálják hasznosítani a magfúzió (a csillagok égésének folyamata) erejét. Azáltal, hogy a hidrogénatomok rendkívül magas nyomáson és hőmérsékleten héliummá fuzionálnak, a fősorozatú csillagok az anyagot fénnyé és hővé alakítják át, óriási mennyiségű energiát termelve anélkül, hogy üvegházhatású gázokat vagy hosszan tartó radioaktív hulladékot termelnének.

De a csillagok szívében uralkodó körülmények reprodukálása nem egyszerű feladat. A fúziós reaktorok legelterjedtebb konstrukciója, a tokamak a plazma (az anyag négy állapotának egyike, amely pozitív ionokból és negatív töltésű szabad elektronokból áll) túlhevítésével működik, majd egy fánk alakú, erős mágneses mezővel ellátott reaktorkamrában csapdába ejti azt.

Azonban nagy kihívást jelentett a turbulens és túlhevített plazmatekercseket elég sokáig a helyén tartani ahhoz, hogy a magfúzió megtörténhessen. Natan Javlinszkij szovjet tudós 1958-ban tervezte meg az első tokamakot, de azóta sem sikerült olyan reaktort létrehozni, amely több energiát képes leadni, mint amennyit felvesz.

Az egyik fő buktató a plazma kezelése, amely elég forró ahhoz, hogy összeolvadjon. A fúziós reaktorok nagyon magas hőmérsékletet igényelnek (a Napnál sokszor forróbbat), mivel sokkal alacsonyabb nyomáson kell működniük, mint ami a csillagok magjában található.

A Nap magja például körülbelül 27 millió Fahrenheit (15 millió Celsius-fok) hőmérsékletű, de a nyomása nagyjából 340 milliárdszorosa a földi tengerszintű légnyomásnak.

A plazma ilyen hőmérsékletre való felfőzése viszonylag könnyű feladat, de technikailag bonyolult megoldást igényel az, hogy kordában tartsák, amire azért van szükség, hogy ne égjen át a reaktoron, és ne siklassa ki a fúziós reakciót. Ezt általában lézerrel vagy mágneses mezőkkel oldják meg.