Fúziós energia ötven év múlva?

A franciák szinte biztosra veszik, hogy náluk épülhet meg a világ legnagyobb fúziós kísérleti berendezése, az ITER. A tízmilliárd eurós költségvetésű eszköz helyszínéről ez év végén döntenek a részvevő országok.

Óvatos becslések szerint az évszázad közepén élő kilencmilliárd ember a jelenlegi energiamennyiség kétszeresét fogyasztja majd el. Pontosabban fogyasztaná el, mert pillanatnyilag még bizonytalan, hogy milyen forrásokat vehet majdan igénybe. Jelenleg az energiaigény 87 százalékát nem megújuló forrásokból elégítik ki, ugyanakkor a mai felhasználási tempó mellett az ismert készletek olajból 43 évre, gázból 66 évre, szénből 240 évre elegendőek. Az uránkészlet ugyancsak több száz évre garantálja az atomerőművek alapanyagát. A készletek elapadása mellett másik megkerülhetetlen hátrány, hogy ezek a források környezetszennyezőek. Nagy mennyiségű és a környezetet sem szennyező energiát a kutatók szerint csak a Földön megépített mini Napokból állíthatunk elő. A Nap magfúziós folyamatok révén produkálja mérhetetlen energiáját - ugyanezt kell a Földön is létrehozni.

A szabályozott termonukleáris fúzió a könnyű atommagok összeolvadásán alapul. Az egyik fűtőanyagból, a hidrogén nehéz izotópjából, a deutériumból sok van, a másik alapanyag, a trícium pedig az ugyancsak bőségesen megtalálható lítiumból könnyen előállítható. A magfúzió azonban csak akkor következik be, ha az atommagok nagyon közel kerülnek egymáshoz. A pozitív töltésű atommagok kizárólag akkor találkoznak, ha kellően nagy sebességgel ütköznek - a megfelelő állapot százmillió Celsius-fok körüli hőmérsékleten érhető el. Ilyen hőmérsékleten a részecskék ütközése az elektronokat is leszakítja az atommagokról - a szabad atommagok és elektronok levesét nevezik plazmának. A fúzión alapuló energiatermelés folyamata teljesen biztonságos, elvileg sem képzelhetők el az atommaghasadáson alapuló mai atomerőművekkel kapcsolatos baleseti lehetőségek. A hulladék hasznosítása sem jelent problémát, a fúziónál keletkező radioaktív anyagok pedig száz éven belül lebomlanak.

Csaknem ötven éve foglalkoznak már a kutatók a szabályozott termonukleáris fúzió megvalósításával. Megannyi tudományos és műszaki problémákat kellett megoldaniuk, eddig azonban csupán részsikereket értek el - a tudósok optimizmusát jelzi, hogy a múlt század ötvenes éveinek közepén a hidrogénbomba atyjaként ismert Teller Ede közeli lehetőségként emlegette a fúziósenergia-előállítást. Ma két teljesen eltérő magfúziós megoldáson dolgoznak a kutatók. Az egyik a lézeres mikrorobbantások technikája - ennél a parányi üzemanyagcseppecskét intenzív lézersugarakkal hevítik fel és nyomják össze, míg létrejönnek a fúzió feltételei. A másik lehetőségnél a mágneses teret veszik igénybe a forró anyag egybentartására - ilyen eszköz a tokamak. Az elmúlt időszakban világossá vált, hogy a magfúzió feltételeinek megteremtéséhez nagy tokamakot kell építeni. Angliában működik az európai országok közös kutatóeszköze, a JET tokamak, amellyel a világon először 1997-ben szabadítottak fel számottevő magfúziós teljesítményt, amely a fűtési teljesítmény felét tette ki. A vén kontinens másik jelentős tokamakja, a Tore Supra Dél-Franciaországban épült. Ezzel az eszközzel tavaly szeptemberben világrekordot állítottak elő: 2,8 megawatt teljesítmény befektetése révén négy perc huszonöt másodpercen keresztül tartották fenn a plazmaállapotot. A fúziós berendezés méretei lenyűgözőek. Két emelet magas, egy-két méter átmérőjű mágnesek segítségével állítják elő a szükséges fizikai körülményeket.

Közel egy évtizede dolgoznak már a nemzetközi összefogással építendő következő, még nagyobb tokamak, az ITER nevű tokamak kísérleti reaktor tervén. Az ITER megépítésére négy helyszín jöhet szóba: Japán, Kanada, Spanyolország és a Tore Supra közvetlen szomszédságában kiszemelt francia dombvidék. Az unió tisztában van azzal, hogy az ITER-program alapozza meg a magfúziós reaktorok jövőjét, tudománytörténeti jelentőségű tehát, hogy hol épül meg az eszköz. Az esélyek növelése érdekében Brüsszel úgy határozott, hogy a vén kontinens egy helyszínnel pályázik. A kontinentális politika várhatóan szeptemberben dönti el, hogy a spanyol, vagy a francia helyszínt támogatja. A végső döntést még az év vége előtt meghozzák a programban érdekelt államok - USA, EU, Kanada, Japán, Kína, Dél-Korea, Oroszország.

A franciák minden megtesznek, hogy ők képviselhessék Európát. A múlt héten népes nemzetközi sajtókonferencián ismertették, hogy milyen nagyszerűen előkészített, minden szempontból ideális helyszín lenne Dél-Franciaország. A meggyőzésben részt vett a tudományos miniszterek kétségkívül legcsinosabb tagja, az orosz Mir űrállomáson űrhajósnőként is megfordult Claudie Haignere. Érvei között szerepelt, hogy a Tore Supra működtetése során számos tudományos eredményt értek el, a fúzióval foglalkozó kutatóknak már eddig is gyűjtőhelye volt a régió. Azt sem titkolta, hogy a terv üzleti szempontból sem utolsó lehetőség, hiszen az építés és a húsz évre tervezett működés költsége tízmilliárd euróra tehető. A 2005 körül kezdődő építkezés úgy egy évtized múlva várható befejezése után mintegy ezer kutató dolgozhat majd a kutatóhelyen.

A magyar kutatók is bekapcsolódtak a fúziós kutatásokba. A plazma állapotát vizsgáló, diagnosztizáló új módszereiket, megoldásaikat később német és svájci tokamaknál vetették be. A JET tudományos programjában a Zoletnik Sándor vezette magyar csoport feladata egy plazmadiagnosztikai módszer továbbfejlesztése. A magyar kutatók modellszámításokat végeznek az ITER tervezéséhez is.

A megannyi tudományos kérdés megválaszolása évtizedekbe telik - például, hogy miként állítható elő olyan tartály, amelyet nem roncsol szét a magfúzió során keletkező nagyszámú neutron. Zoletnik Sándor szerint az ITER a magfúzió során felhalmozott eddigi tudományos tapasztalatok integráló helyszíne lesz. Évtizedeken át tartó kísérletezésre rendezkedhetnek be az itt dolgozó fizikusok - energiatermelésre azonban ez az eszköz még nem lesz alkalmas. A fizikusok szerint az első magfúziós erőmű 2050 környékén termelhet energiát.

A közelmúltbeli konferencia résztvevőjeként azonban némi fenntartással fogadom a franciák törekvését. A Tore Supra nevű berendezésnek helyett adó, háromszoros kerítéssel, biztonsági őrökkel védett kutatóhely bejáratán ugyanis ott virít a Framatome ANP cég neve. Ez a társaság készítette a paksi atomerőműben tervezési hiba miatt meghibásodott tisztítótartályt. Lehet, hogy a spanyolokkal jobban járnánk?

Top cikkek
1
Érdemes elolvasni
NOL Piactér

Tisztelt Olvasó!

A nol.hu a továbbiakban archívumként működik, a tartalma nem frissül, és az egyes írások nem kommentelhetőek.

Mediaworks Hungary Zrt.