Kezdhetik elölről az egészet? Csúszik a fúziós csodaerőmű építése

A Franciaországban épülő fúziós prototípus erőműnek, azaz a Nemzetközi Kísérleti Termonukleáris Reaktornak (ITER) tervezett átadása legalább öt évet, 2035-re fog csúszni. Így az energia „Szent Gráljára” még tovább kell várni. Ha valami váratlan felfedezés nem történik, akkor a fúziós elven működő atomreaktorok széles körű kereskedelmi megjelenése bőven áttolódik a század második felébe. 

Mint ismert: az elméleti fizikusok már száz éve foglalkoznak a fúziós energia elméletével, ami azt jelenti, hogy itt a Földön leutánozzuk a Napban zajló folyamatokat, és megteremtjük a körülményeket a magfúzióhoz, amelynek energiájából elektromos áramot termelhetünk. 

A Nap magjában 10 millió Celsius-fokos hőmérsékleten, óriási gravitációs nyomás által történik a hidrogén atommagok fúziója, amelynek következtében hélium és rengeteg energia jön létre. 

A fiatal és középkorú csillagok is hatalmas mennyiségű fúziós energiát sugároznak ki. Az emberiség túlnyomó többsége felfogta ennek gazdasági jelentőségét, így mára a nemzetek java csatlakozott a földi magfúziós kísérleteket övező együttműködéshez, ami már önmagában is siker.

Laboratóriumban már igazolták az elképzelést

A Földön azonban nincs könnyű dolgunk: itt a Napban lezajló folyamatnál mesterségesen csak jóval alacsonyabb nyomást tudunk produkálni, ezért a két atommag egyesüléséhez 100 millió Celsius-fok feletti hőmérséklet kell. A jelenlegi ismereteink szerint pedig nem tudunk előállítani olyan anyagot, amely ezt a hőt kibírná. Ezért szupermeleg gázt, plazmát használnak erre, és mágneses mezőben (a reaktor falától így távol tartva a szuperforró anyagot) próbálják az atommagokat e plazmában egyesíteni. Az ITER-ben erre egy 18 méter (hat emeletnyi) magas, 1350 tonnás reaktorkemencében kerülne sor. (Egy ekkora reaktort darabokra szedve is csak legalább 34 darab pótkocsis kamion tudna elszállítani.)

A fúzió alapvető céljai közt szerepel a magas hő termelése, a stabil állapotú plazma létrehozása, és a fúziós ütem fenntartása legalább nyolc percig, ami nem távoli célkitűzés, hiszen 480 másodpercig kellene kitartania az egyesülések folyamatának. A deutérium- és tríciummagok (a hidrogén izotópjai) egyesülése során hélium atommag és nagy energiájú neutron jön létre.

Példás nemzetközi együttműködés

A Nemzetközi Űrállomás mellett ez a második tudományos elképzelés, amely ennyi országot érdekeltségbe fogott össze: mintegy 35 állam csatlakozott az ITER-tervezethez. 

A tudománypolitika malmai azonban lassan őrölnek: az 1980-as években kezdődött puhatolódzás a nemzetközi együttműködés tető alá hozásáról. A hidegháborúban indult projekt számára tehát eléggé kalandos út vezetett addig, míg a 2000-es évek elejére felállt a résztvevők köre. 

Washington és szövetségese, Kanada többször ki- és belépett az együttműködésbe. Az Egyesült Államok, Kína, India, Oroszország, Dél-Korea, Japán, Nagy-Britannia, az Európai Unió tagállamai – hogy csak a jelentősebbeket említsük – még 2006-ban megalapították az ITER-t, hogy átfogó kísérleteket végezzenek a magfúzió kutatása terén. 

A kísérleti reaktor működési idejét húsz évben határozták meg. A részt vevő országok tízmilliárd dolláros költségvetést szavaztak meg az egész tervezetre, a pluszkiadásokat pedig az államok gyűlésének kell jóváhagynia, ám a következő találkozó jövő nyáron esedékes.

Repedések

De mi a baj a készülő kísérleti reaktorral, amiről a napokban számolt be az ITER Organization új vezetője, Pietro Barabaschi? A szokásos hiba, amelyet már januárban a flamanville-i hagyományos reaktornál megállapított a francia Nukleáris Biztonsági Hatóság, az ASN. Mégpedig repedéseket találtak a Dél-Koreából érkezett reaktoron, amelyek csak speciális mikroszkóppal fedezhetők fel. . Fennáll a veszélye annak, hogy ilyen magas hőmérsékeleten végzett egyesülés deformálhatja akár még az épületet is. Egyszerűbben: egy kis plazmafluktuáció esetén is leolvadhat és tönkremehet a csillagászati árú reaktor.

A francia mérnökök közlése szerint ráadásul nem egyedi hibákat találtak, hanem szerintük

Ennek korrigálása – kezdve a újratervezéstól egészen a megvalósításig – öt évet vesz igénybe, tegyük hozzá: legalább. Arról nem is szólva, hogy ki kell emelni az épületből a hibásnak bizonyult monstrumot. 

Ez alapján most úgy tűnik, hogy talán majd az évszázad második felében, jobbára csak utódaink élvezhetik a fúziós energia áldásait. 

Tehát továbbra is a legfontosabb a türelem. Ha hihetünk a tudósoknak, egyszer a kezünkben lesz a csillagok energiája itt a Földön.

Bár talán a mai középkorú felnőttek nyugdíjas korára, mondjuk egy-két évtizeden belül, mégis megvalósulhat valami. Ha nem is a csigalassúságú állami-központi projektek, hanem a még eléggé apró, bár dollármilliárdokkal megtámogatott startupok révén. Valahogy úgy, ahogy a nem állami űrprogramok sikereket értek el az elmúlt években a nagyokkal szemben. A tíz legígéretesebb fúziós energia startupról itt olvashatnak.

(Fotó: 123RF)