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

Támogasd a tudomány népszerűsítését, segítsd a munkánkat!

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.

A JET tokamakjának belseje, a rámontázsolt fúziós plazmávalFotó: 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.”

Az oxfordi JET még egy teljesen kísérleti berendezés, mintsem egy fúziós erőmű benyomását keltiFotó: 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.

Az ITER központi berendezése, a tokamakForrás: 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.

A Qubit szerkesztősége azért dolgozik, hogy a magyar nyilvánosság hiteles, alapos és közérthető tudományos ismeretekhez jusson. Tesszük ezt politikamentesen, közszolgálati hevülettel, száznál több kutató és tudós bevonásával. Égető kérdések, dermesztő válságok és zavaros álhírek sűrűjében igyekszünk tartani a fáklyát immár havi bő hétszázezer olvasónknak. Cikkeink ingyen olvashatók, de nem ingyen készülnek. Segítsd a munkánkat!

Kapcsolódó cikkek a Qubiten: