Fúziós rekordot ért el az európai JET, aminek munkájában magyar kutatók is részt vesznek

Minden korábbinál több energia szabadult fel az oxfordi Joint European Torus (JET) kísérleti fúziós berendezés közelmúltbeli tesztje során, melyben magyar kutatók is részt vettek – derül ki a EUROfusion európai fúziós kutatási konzorcium mai bejelentéséből.

A lényegében korlátlan energiaforrást ígérő fúziós energia megvalósulása felé tett újabb fontos lépésben a berendezés korábbi, 1997-es, 21,7 megajoule-os rekordját több mint kétszeresen túlszárnyalta. A relatíve hosszan fenntartott fúziós reakcióból létrejött rekord mértékű, 59 megajoule-nyi hőenergia 14 ezer kilogramm víz 1 fokkal való felmelegítéséhez lenne elegendő. Ennek töredékét, 1,35 megajoule-t ért el az amerikai National Ignition Facility lézeres fúziós kísérlete, melyről két hete írtunk részletesen.

photo_camera A JET tokamakjának belseje, a rámontázsolt fúziós plazmával Fotó: JET/EUROfusion

Az elmúlt években jelentős fejlesztésen átesett JET egy tokamak típusú kísérleti reaktor, amely a Nap magjának tízszeres hőmérsékletét, 150 millió fokot elérő fúziós plazmát elektromágnesek segítségével kontrollálja, egy tórusz alakú reaktorkamrában. Ez a hőmérséklet elegendő az üzemanyagként szolgáló hidrogénizotópok héliummá való egyesüléséhez, ami energia keletkezésével jár.

A EUROfusion szerint a deutérium és trícium 5 másodpercnyi fúziójából nyert kísérleti adatok teljesen egybevágnak az előrejelzésekkel, ismét megerősítve a tokamak típusú reaktorok működőképességét. Ilyen a Franciaországban, nemzetközi együttműködésben 2025-ig várhatóan elkészülő kísérleti fúziós reaktor, az ITER is, amely a tervek szerint a befektetett energia tízszeresét lesz képes fúzióval előállítani. Ha minden jól megy, az ITER utódjaként 2050 körül üzembe állhat az első, valódi energiatermelésre alkalmas fúziós erőmű, a DEMO is, megnyitva az emberiségnek a fúziós energia korszakát.

A 30 kutatószervezetből álló EUROfusion konzorcium szerint a JET-tel folytatott kísérleti kampány, amelynek ez a teszt is a részét képezte, segít igazolni az elmúlt két évtized fúziós fejlesztéseit. Ezek alatt elsősorban a plazma jobb kordában tartását, új diagnosztikai eljárásokat és számítógépes modelleket értenek, amik előkészítik a jövőbeli ITER-es kísérleteket. A JET munkájában magyar részről az ELKH Energiatudományi Kutatóközpont szakemberei vettek részt. Mint Zoletnik Sándor, a kutatóközpont Fúziós Plazmafizikai Laboratóriumának vezetője elmondta, „a mostani eredmény a magyar fúziós kutatóközösség számára is megerősíti, hogy érdemes az ITER berendezésbe fektetett hazai munkát fokozni.”

photo_camera Az oxfordi JET még egy teljesen kísérleti berendezés, mintsem egy fúziós erőmű benyomását kelti Fotó: JET/EUROfusion

Tony Donné, az EEROfusion vezetője úgy nyilatkozott, hogy „maga a rekord, de még inkább azok a dolgok, amiket a kísérleti körülmények alatt tanultunk a fúzióról, valamint az, hogy mennyire jól megerősíti az előrejelzéseinket, megmutatja, hogy megfelelő úton haladunk a fúziós energia megvalósulása felé. Ha fenn tudjuk tartani a fúziót 5 másodpercig, akkor 5 percig, illetve 5 óráig is, ahogy a jövőbeli berendezéseinket felskálázzuk.”

A mostani teszt lényege a hosszabban fenntartható, stabil fúziós reakció, és nem a maximális csúcsteljesítmény elérése volt, amelynek rekordját pillanatnyi, 16 megawatt energiával még mindig a JET 1997-es kísérlete tartja. A fúziós reakció 5 másodpercnél hosszabb fenntarthatóságának korlátját a JET esetében elsősorban a mágneses teret előállító tekercsek, pontosabban az azokat hűtő rendszer kapacitása jelenti. A lényegesen nagyobb és komplexebb ITER-nél ezzel szemben a hűtőfolyadékkal hűtött, szupravezető mágnesek miatt a fúziós reakció már nem néhány másodpercig, hanem akár 16 percig is tarthat majd.

photo_camera Az ITER központi berendezése, a tokamak Forrás: ITER

Az ITER főigazgatója, Bernard Bigot az eredményre reagálva elmondta, „az ezen, a közel ipari energiaszinten, hosszabb ideig fenntartott deutérium-trícium fúzió egyértelmű megerősítést ad azoknak, akik nemzetközi fúziós kutatásokban vesznek részt. Az ITER-nek a JET eredményei szintén fontos igazolást jelentenek, és azt mutatják, jó úton haladunk a még nagyobb energiaszintű fúziós reakciók felé.”

A Fúziós Plazmafizika Laboratóriumban dolgozó magyar kutatók és mérnökök a következő években egy, az ITER-hez fejlesztett biztonságvédelmi rendszeren dolgoznak majd, amely -260 Celsius-fokos hidrogénjég bejuttatásával még azelőtt megállítja majd a fúziós reakciót, hogy az károsítaná az ITER reaktorának falát. Ennek a prototípusa a közlemény szerint az elmúlt évtized hazai kutatásainak eredményeként Budapesten épülhet meg.

Kapcsolódó cikkek a Qubiten: