galéria megtekintése

Bebikázták a világ első fúziós reaktorát

10 komment

Ny. M.

Még a német kancellár is berezelt, amikor meg kellett nyomnia a gombot a világ első fúziós reaktorában. Ezt most megúsztuk, de azért elég forró volt a helyzet. konkrétan százmillió fokos.

Angela Merkel láthatóan riadtan indította el a világ első fúziós atomreaktorát, ami nevéhez méltóan (Wendelstein 7-X sztellarátor) egy eléggé félelmetes gépszörny. De nem csak ez indokolhatta Németország kancellárjának aggodalmát. 

A németországi Max Planck Intézet tudósai szerdán forradalmi lépést tettek a tiszta (üvegházhatást és atomhulladékot nem produkáló), olcsó és gyakorlatilag korlátlan energia előállítása felé – jelentette az IFLScience. A kísérleti termonukleáris reaktorral ugyanis sikerült hidrogénplazmát előállítani, ami kulcsfontosságú az atomfúziós kísérletekben.

 

Angela Merkel (aki maga is fizikából doktorált) félelme – és buzgalma is – érthető, elvégre elég sok hiedelem (illetve gyerekcipőben járó szakterületről lévén szó: hibalehetőség) él a fúziós reaktorokkal kapcsolatban. Ám annál több lehetőséget rejt: a kontrollált, önfenntartó fúzió túlzás nélkül az egész világot megrengetné (remélhetőleg pozitív értelemben).

Felrobban, vagy elnyel?
Felrobban, vagy elnyel?
YouTube

Ráadásul ebben a versenyben Németország élen jár, hiszen már másodjára sikerült üzembe helyezniük fúziós reaktort anélkül, hogy a levegőbe repült volna az egész kóceráj. Az már külön öröm, hogy – sokak félelmeivel, avagy vágyaival ellentétben – fekete lyuk sem nyelte el Németországot.

Először tavaly decemberben sikerült – a fizika történetében először – héliumplazmát előállítania a német kutatócsoportnak, most ugyanezt ismételték meg, csak hidrogénnel.

Még ha nem is tartott tovább pár milliszekundumnál, ez a folyamat még az előbbinél is összetettebb, ám annál hálásabb feladat, elvégre a hidrogénfúzió során messze több energia szabadul fel.

Forrón szeretik

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.

A csillagokban is zajló termonukleáris fúzió (melynek során az ütköző hidrogénatomok héliummá olvadnak össze) beindításához eleve 100 millió fokos – szó szerint csillagászati – hőmérsékletre kell hevíteni a reaktort. Ez önmagában sem egyszerű meló, viszont enélkül a hidrogén nem „izgul fel” eléggé.

A pokoli hőségben az atomok ütközni és fuzionálni kezdenek; a reakció során hajmeresztő mennyiségű energia szabadul fel egy plazmafelhőben, mindez (a hagyományos, a maghasadás elvén működő atomreaktorokkal ellentétben) biztonságosan és környezetkímélő módon. 

Az első hidrogénplazma
Az első hidrogénplazma
IPP

Igen ám, csak van egy kis bökkenő. Illetve több is.

Ahhoz, hogy ezt az ionizált gázból álló felhőt fenntartsák, nem érintkezhet a reaktor (hideg) falával. Ezért szuperhideg, több mint 400 tonnás félvezető mágnesekkel tartják – lebegtetik – egy helyben. Plusz ki is kell nyerni valahogy a felszabaduló energiát, lehetőleg többet, mint amennyit belefeccoltak, különben ugyebár nem sok értelme van az egésznek. Ez eddig nemigen sikerült, de a mostani kísérlet nem is erre irányult.

Erre a mágneses lebegtetős mizériára jelenleg csak a 16 méteres Wendelstein 7-X kemencéje képes, ami jelenleg az egyik legnagyobb a világon (a francia ITER lesz az igazi nagyágyú, ha egyszer befejezik végre). Majdnem húsz évbe – és egymilliárd euróba – telt, mire felépült (csak tavaly ősszel adták át), hasznos energiát ellenben nem tud előállítani. „Mindössze” annyit tud, mint bármelyik jöttment csillag. (Persze azért ne becsüljük le a teljesítményt, épp eleget szerencsétlenkedtek már a tudósok, mire idáig eljutottak.)

A Wendelstein 7-X sztellarátor
A Wendelstein 7-X sztellarátor
Wikipédia

A sztellarátornak egyébként magyar vonatkozása is van: a reaktor videomegfigyelő rendszerét az MTA Wigner fizikai Kutatóközpontjában építették. Szóval semmi pánik: ha mégis levegőbe repülne a reaktor, legalább élőben nézhetjük.

Fényévekre a jóság

„Ezt nem magunkért tesszük, hanem a gyerekeinkért és az unokáinkért” – nyilatkozta a The Guardiannek John Jelonnek, a karlsruhe-i műszaki egyetem kutatócsapatának vezetője a sikeres hidrogénplazma-kísérlet után. Annyiban valószínűleg igaza van, hogy feltehetőleg nem fogjuk megérni a működő fúziós erőművek – avagy a korlátlan energia – korszakát. A világ legnagyobb magfúziós kemencéjét, a Nemzetközi Termonukleáris Kísérleti Reaktort (ITER) a terv szerint csak 2021-ben kapcsolják be, de még ez sem fog hasznos energiát termelni. Az EU célkitűzése szerint is legalább 2050-ig kell várni, mire megépül az első, villamos energiát adó fúziós erőmű, de a pesszimistábbak szerint jó, ha a század második felében elterjed a technológia. További részleteket korábbi cikkünkben olvashatnak.

Bejelentkezés
Bejelentkezés Bejelentkezés Facebook azonosítóval

Regisztrálok E-mail aktiválás Jelszóemlékeztető