Ez a tartalom nem elérhető az ön régiójában

Hatalmas áttörést értek el a fúziós energia kutatásában Nagy-Britanniában

Access to the comments Kommentek
Írta: Noemi Mrav
Az ITER "lelke", a Tokamak 2021 szeptember 9-én
Az ITER "lelke", a Tokamak 2021 szeptember 9-én   -   Szerzői jogok  Daniel Cole/Copyright 2021 The Associated Press. All rights reserved

Hatalmas áttörést értek el a fúziós energia gyakorlati kutatásában európai tudósok - adta hírül szerdán a BBC. Ha a csillagok erejét biztosító fúziós energiát a Földön is sikerülne előállítani, olyan alacsony szén-dioxid kibocsátású, alacsony radioaktivitású energiaforrásra tehetnénk szert, mely gyakorlatilag kifogyhatatlan és kiválthatnánk vele a jelenleg használt energiaforrásokat.

Megdöntötte saját korábbi rekordját a brit JET kutatólabor a héten, miután sikerült a hidrogén két formáját egyesítenie és így fúziós energiát előállítania. A kísérletben 59 megajoule (11 megawattóra) energiát termeltek meg, ami több mint kétszerese a labor 1997-ben elért eredményének.

Tény, hogy a hatvan vízforraló felmelegítéséhez elegendő energia elsőre nem tűnik túl soknak, de a kísérlet jelentősége nem is ebben rejlik. A nagy bejelentést az indokolja, hogy kiderült: a kísérlethez felhasznált anyagok egy igazi fúziós erőműben is megállnák a helyüket. Ez pedig azért nagyon fontos, mert Franciaország déli részén nemzetközi összefogással évek óta épül már a világ első fúziós erőműve, az ITER.

Mi az az ITER és hogyan működik a fúziós energia?

Az ITER erőmű Franciaország déli részén található és az EU-tól kezdve az amerikaiakig, kínaiakig és oroszokig több kormány is támogatja a programot. Azt remélik, hogy az ITER működésével bizonyíthatják, hogy a fúziós energia megbízható energiaforrás lehet az évszázad második felében. Ha ez sikerül, akkor a jövőben olyan erőművek épülhetnek, melyek nem bocsátanak ki károsanyagokat, és csak nagyon kevés, rövid felezési idővel rendelkező radioaktív hulladékot termelnének.

A fúziós erőmű azon az elven alapul, hogy két atommag egyesítésével (fúziójával) energia szabadul fel. Ez pont az ellentéte a jelenleg használt atomerőműveknek, melyekben az atommag szétválasztása által nyernek energiát. A Nap magjában 10 millió Celsius-fokos hőmérsékleten, óriási gravitációs nyomás által jön létre ez a fúzió - de mivel a Földön csak ennél sokkal alacsonyabb nyomással lehet számolni, ezért a két atommag egyesítéséhez sokkal magasabb - nagyjából 100 millió Celsius-fokos - hőmérsékletre van szükség.

Daniel Cole/Copyright 2021 The Associated Press. All rights reserved
A fúziós energia létrehozásához használt egyik prototípusDaniel Cole/Copyright 2021 The Associated Press. All rights reserved

A probléma az, hogy jelenlegi ismereteink szerint nincs olyan anyag, ami ezt a hőmérsékletet hosszú távon elbírná. A tudósok tehát úgy döntöttek, hogy a fúzió eléréséhez egy szuper-meleg gázt, "plazmát" használnak és ezt egy fánk alakú mágneses mezőben próbálják egyesíteni - a kísérlet pedig sikeres volt.

"Ez egy mérföldkő, mert bizonyítottuk, hogy a plazma stabilan fenntartható a gyakorlatban is legalább öt másodpercig - mondta Dr. Joe Milnes, vezető kutató. - Megmutattuk, hogy képesek vagyunk létrehozni egy mini-csillagot a reaktoron belül, illetve azt öt másodpercig ott tartani, ami alatt energiát termel."

Magyarázata szerint az öt másodperc bár laikusok számára rövidnek tűnik, de laboratóriumi körülmények között ez a maximum idő, amit a rézből készült elektromágnesek még elbírnak túlmelegedés nélkül. "Nem tűnik nagyon hosszúnak, de nukleáris időintervallumban számolva mégis nagyon, nagyon hosszú idő. És innen már nagyon könnyű öt másodpercből öt percet, öt órát vagy még hosszabb időt elérni." Az ITER-ben ráadásul nem is rézből, hanem szupervezetőkből készült mágneseket fognak használni.

Claude Paris/Copyright 2017 The Associated Press. All rights reserved.
A fánk alakú gép az ITER-benClaude Paris/Copyright 2017 The Associated Press. All rights reserved.

A másik nehézség, hogy a fúziós kísérletek egyelőre több energiát fogyasztanak, mint amennyit megtermelnek - a JET mostani kutatásában például két 500 megawattos gépre volt szükség, hogy 11 megawattórát megtermeljenek. De erős bizonyíték van arra, hogy ezt a problémát a jövőben könnyedén áthidalják - az ITER-ben ugyanis a torodiális központi rész tízszer nagyobb, mint a JET kísérleti laborjában lévő. Nagyon remélik, hogy a francia erőműben sikerül ezen a területen is áttörést elérniük, az erőmű pedig teljes kapacitás mellett nettó energiatermelő lesz.

Nem mostanában lesz kész

A fúziós bejelentés ugyan nagyszerű hír, de sajnos a klímaváltozás elleni harcban nem segít rajtunk. A fúziós erőművek ugyanis minden valószínűség szerint nem a közeli jövőben lesznek készen. Az 1984-ben alapított JET-et 2023 után leállítják, az ITER pedig csupán 2025-ben akarja elkezdeni saját plazmakísérleteit. Nagy a bizonytalanság azzal kapcsolatban, mikor tudják majd az ITER-t vagy a többi jövendőbeli erőművet kereskedelmi forgalomba állítani - a legoptimistább becslések is legalább húsz évvel számolnak - és ezután még évtizedekre van szükség ahhoz, hogy megfelelő számú erőművet építsenek.

És ez jelenti a problémát: az emberiségnek ugyanis most lenne sürgős szüksége a szén-dioxid mentes energiára. Több uniós állam és maga az EU is 2035-ös, illetve 2050-es céldátumokat tűzött ki a teljes karbonsemlegesség eléréséhez. Márpedig a szakértők szerint 2050-re a fúziós erőművek még nem lesznek készen, ezek inkább a század második felének lehetnek alternatívái.

Mindeközben a 20. századot meghatározó atomerőművek nagy része elöregedett és a fogyasztói igényeket is egyre kevésbé tudják kielégíteni. Az Egyesült Államok után a világon a második legtöbb atomerőművel rendelkező Franciaország köztársasági elnöke, Emmanuel Macron novemberben jelentette be, hogy újabb erőművek építésére készülnek a közeli jövőben. Ezt csak megerősítette az a tény, hogy az tervezett leállások mellett januárban több, előre nem látott esetben is le kellett állítani egy-egy reaktort, mivel azok biztonságos működése már nem volt garantált.

A németek folyamatosan zárják be atomerőműveiket, csakúgy, mint a belgák, Svájc és Olaszország pedig már korábban is a francia szomszédtól importáltak a villamosenergiájuk egy részét. Az orosz energiafüggőség szorításában pedig óriási szükség volna a francia erőművekre is, miután az EU minden valószínűség szerint zöldenergia besorolást fog adni a szél- és naperőművek mellett az atomerőműveknek is.