Szerelmespároknál nem lepődünk meg különösebben, ha egymásért lehoznák a csillagokat az égről. Azt nem tudhatjuk, hogy a világ vezető tudósai szerelmesek-e, de az bizonyos, nemhogy a csillagokat, de egyenesen a Napot akarják lehozni. A franciaországi Cadarache-ban épül a világ első kísérleti fúziós erőműve, az ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor). Megalkotásával lényegében a Nap energiáját hozzák a Földre.
Az alapötlet a hidrogén atommagok egyesülésével működik: az elemi hidrogén két izotópja, a deutérium és trícium nagy nyomáson és magas hőmérsékleten történő fúziója szolgáltatja az energiát. Ehhez olyan berendezést kell alkotni, amely még soha nem volt a világban. Az erőmű építése már előrehaladott stádiumban van, a reaktor összeszerelése pedig nyáron elkezdődött, 2025-26-ban pedig már tesztelhetik a fő egységeket. A tervek szerint az ITER 50 megawatt befektetett fűtési energiából 500 megawatt fúziós teljesítményt lesz képes termelni hat perc alatt, mindössze fél gramm trícium és deutérium felhasználásával. Persze, nem ez az egyetlen kísérlet a Földön, a kínaiak Csengdu városában kezdenék meg a kísérleteket a közeli jövőben a HL-2M nevű készülékükkel. Amennyiben ezek az erőművek el tudnak terjedni, akkor nem lesz szükség a szén-dioxid-kibocsátás korlátozására, a termonukleáris erőművek – nem úgy, mint az atomerőművek – nem termelnek hosszú távon bomló radioaktív anyagokat és szén-dioxidot sem. A tét nem csekély, a siker lényegében korlátlan tiszta energiaforráshoz juttatná az emberiséget, alapjaiban szabva át életünket.
A fosszilis energiahordozók, amelyekből az általunk fogyasztott egyre több energiát fedezzük, várhatóan még a belátható időn belül elfogynak. Ez abból a szempontból nem túl nagy baj, hogy növelik a szén-dioxid-koncentrációt, és ezzel az üvegházhatást a légkörben, ami akkor mindenképpen véget ér. Ezek kiváltására alternatívát kínálnak a megújuló források, a nap-, víz- vagy a szélenergia. Viszont nem szabályozható források, tárolásuk drága és nehézkes, és csak töredékét állíthatnánk elő velük valós energiaigényünknek. Az atommag kötéseiből sokkal, nagyságrendileg nagyobb energia szabadítható fel. Ezt használják ki a mai atomerőművek. Ott viszont veszélyes, radioaktív, mérgező anyagok vannak, amelyeknek az egészen hosszú távú tárolását meg kell oldani.
A másik megoldás a magfúzió lehetne, mint ahogyan a Nap vagy a csillagok működnek. Ez protonokból épít fel hélium atommagokat, miközben elképesztő mennyiségű energia keletkezik. Az ötlet messze nem új, még a negyvenes évek elején vetette fel először Teller Ede. Atommag-gyorsítással elérhető ez a nukleáris fúzió földi körülmények mellett is a deutérium és a trícium között. Az előbbi anyag előfordul a vízben, de a trícium, mivel 12 év felezési idővel bomlik, a természetben alig található meg, elő kell állítani. Egy fúziós reaktorban ezt elméletileg meg is lehet tenni, méghozzá úgy, hogy jelentős energia termelődik. Ráadásul úgy, hogy a folyamat bemeneti és kimeneti oldalán sincsenek radioaktív anyagok. A gyorsítóval ez gazdaságosan nem valósítható meg, a hőmozgást célszerű erre fordítani. A részecskék ehhez szükséges hőmozgása valahol százmillió fokos hőmérsékleten van, ahol már plazma állapotban, az anyag negyedik halmazállapotában vannak. A reaktorban fenntartható módon égne a plazma egy rendkívül ritka környezetben, és a kilépő keletkezett hélium lehűtéséből nyerhető ki a számunkra hasznosítható energia hagyományos turbinákkal, de ad absurdum hidrogén is termelhető járművek számára.
A hatvanas évek elején Moszkvában a Kurcsatov Intézetben alkottak meg egy berendezést, amit orosz betűszóval TOKAMAK-nak neveztek el, ebben a szükséges módon össze tudták tartani a plazmát. A hetvenes évek végére már több, ember nagyságú méretben is elő tudták állítani, a kilencvenes évekre pedig már deutérium-trícium reakciókkal másodpercekre 10 megawattnyi energiát tudtak előállítani. Persze ezek a kísérletek csak az elmélet működőképességét bizonyították, erőművi méretekben szupravezető tekercseket kell alkalmazni, amik mínusz 270 fok körüli hőmérsékleten ellenállás nélkül vezetik az áramot. Ez egyébként egy már működő, jól bejáratott technika. Az ITER, a közös nagy világkísérlet létrehozásáról még Gorbacsov és Reagan elnök állapodott meg.
A klímaváltozás hatására egyre több ország gondolta úgy, hogy valamit tenni kellene, és 2006-ban aláírtak egy szerződést Párizsban a megvalósításról, a világ lakosságának több mint felét képviselő hét partner (Egyesült Államok, az Európai Unió, Oroszország, India, Kína, Dél-Korea és Japán) együttműködésében. Ennek a beruházási költsége 6,6 milliárd eurójába kerül az Európai Uniónak. (Összehasonlításképpen az Airbus A380-as utasszállító gép fejlesztése 25 milliárd euróba került.) Egy eu-s állampolgárnak az ITER építése körülbelül évi 1 euró költséget jelent. Talán az űrkutatás léptékével mérhető ez a tudományos projekt, ami a tervek szerint 500 megawatt teljesítményt fog produkálni 1000 másodperc körüli impulzusokban. Mindeközben elenyésző mennyiségű káros anyag keletkezik csak. Erőművi léptékben egy ilyen berendezés anyagai a leállítás után 100 évvel már teljesen elveszítik rádioaktív sugárzásukat, akár újra fel is használhatók, ami azért valljuk be, az atomerőművi hulladékok lebomlási idejének töredéke.
Az ITER megvalósításában magyar kutatók is részt vesznek, egy csomó részegységet terveznek. Európában az EUROfusion konzorcium koordinálja azokat a kutatásokat, amelyek keretén belül kétezer tudós és mérnök közösen dolgozik a probléma megoldásán. Magyarországon az Energiatudományi Kutatóközpont koordinálása alatt – a világ nagy kutatóintézeteivel szoros együttműködésben – mintegy 50 ember járul hozzá ehhez az erőfeszítéshez. Magyar mérnökök tervezték meg az egész ITER belső felének bekábelezését úgy, hogy azok 20 évig karbantartás nélkül működni tudjanak, és a csatlakozókat is úgy kell tervezni, hogy távvezérelt robotokkal cserélhetőek legyenek, mindemellett egyes komponenseket teszteltek is Budapesten.
Hivatalosan ez év július 28-án kezdték meg az ITER összeszerelését, az erről szóló közvetítésben az összeszerelő csarnokban megmutatták a Japánból érkezett TF (toroidal field) tekercset. A hatalmas, összesen 18 elektromágnes-tekercsben 70 000 amper áram fog folyni.
Dr. Zoletnik Sándor vezető kutató szerint a több mint tízezer munkás erőfeszítésének köszönhetően valamikor 2030 után jöhet létre az első működő erőmű, amely demonstrálhatja a működőképességet, és a század második felében már ipari méretekben is megjelenhet a fúziós energiatermelés a világban.
További hírek a kategóriából
