Dunai Dániel: Jobb hely lesz a Föld az évszázad végére, ha a fúziós projekt sikerrel jár
„A dekarbonizációs problémát meg kell oldanunk a fúziós erőművek előtt. De ha a fúziós projekt sikerrel jár, akkor elég valamilyen átmeneti technológiát bevetnünk ma, és később a fúzióra lehet alapozni a hosszú távú energiaellátást” – mondta Dunai Dániel, a csillebérci KFKI Campuson található Energiatudományi Kutatóközpont Fúziós Plazmafizika Laboratóriumának tudományos főmunkatársa. Dunai a laboratóriumban tett látogatásunk során a fúziósenergia-kutatások mai állásáról, kihívásairól és jövőbeli lehetőségeiről, valamint a magyar szakemberek nagy nemzetközi projektekben való részvételéről is beszámolt.
A fúzió békés célú felhasználásának kutatását már 1950-ben elkezdték, ám Dunai szerint akkor még nem tudták, hogy milyen bonyolult vállalkozás előtt állnak, az atomreaktorok gyors megjelenésével pedig reálisnak tűnt, hogy a fúziós reaktorok 20 éven belül energiát termelnek majd. Gyorsan kiderült azonban, hogy a fúzióhoz szükséges, 100 millió Celsius-fokos plazma (ionizált gáz) összetartása, fűtése, vezérlése a vártnál sokkal bonyolultabb feladatot jelent. A kísérletek bizonyították, hogy a plazma nem egyszerűen független részecskék összességeként, hanem komplex rendszerként írható le, ahol a kollektív folyadékszerű viselkedés és annak turbulenciája a meghatározó, ezért gyorsabban veszíti a hőt és a részecskéket, mint azt a korai számításokból feltételezték.
Manapság, amikor nemzetközi együttműködésben ténylegesen zajlik a dél-franciaországi Nemzetközi Kísérleti Termonukleáris Reaktor (ITER) építése, ami ugyan még nem erőmű, de az utolsó technológiai lépés az áramtermelő demonstrációs erőmű előtt, Dunai szerint már valóban benne vagyunk abban a 30 éves időtávlatban, amit ironikusan szokás emlegetni a fúziós energia megvalósulásának dátumáról.
A múlt század közepének optimista várakozásaihoz képest annyi a különbség, hogy „egy viszonylag jól megalapozott útitervvel rendelkezünk”, ami elvezethet minket az első, áramtermelésre már alkalmas demonstrációs erőműig. Ehhez az ITER eredményei nélkülözhetetlenek. A mai tervek szerint a 2040-es évtizedben indulhatna egy európai fúziós erőmű építése, de ennek pontos idejét alapvetően befolyásolhatja a fúziós kutatásokra szánt források nagysága is. Dunai szerint ahhoz, hogy a fúziós energiatermelés ennél rövidebb idő alatt megvalósuljon, technológiai áttörésre van szükség. Ilyen lehetőség lenne a nagy mágneses teret elviselő, magas hőmérsékletű szupravezetők megjelenése, amik kibírják egy leendő erőmű ipari körülményeit.
Ha ezek a fejlesztések sikerrel járnak, akkor esetleg kisebb fúziós berendezéseket is lehet építeni, de ez csak az egyik a megoldandó problémák közül – egy kisebb berendezésben a kellő teljesítmény olyan fizikai korlátokat ad a plazma-fal elemek hőterhelésére, amiknek a megoldása ma még nem látszik. Dunai úgy véli, a reaktor anyagainak fejlesztése kifejezetten lassan halad, de vannak olyan területek, amelyek napjainkban robbanásszerű fejlődésen mennek keresztül. A számítástechnika fejlődése, azon belül is mesterséges intelligencia jelentősen segíti a fúziós kutatásokat is, ami a kísérletekből érkező nagy adatmennyiség valós idejű feldolgozásában, és ezen keresztül a berendezés biztonságos irányításában játszik majd kulcsszerepet. Ezek a fejlesztések ma is zajlanak, és már az első eredményeiket is láthatjuk.
A fentiek tükrében a kutató szerint rendkívül ambiciózus, hogy az amerikai Energiaügyi Minisztérium (DOE) a 2030-as évek elején tervez üzembe helyezni egy demonstrációs fúziós erőművet, de az Egyesült Királyságból és Kínából is hallani hasonló vállalásokat. Dunai elmondta, hogy a kínai fejlesztések sokkal kevésbé átláthatók, de az ázsiai ország hatalmas erőforrásokkal rendelkezik, és az egyre fejlődő kutatási szektor mellett van valódi ipari hátterük is. Igaz, ha 10 éves nagyságrendben visszatekintünk, akkor a bejelentett ambiciózus ígéreteik így sem teljesültek.
Megjelentek a magánbefektetések a fúziós világban
A szakember szerint Európában a fontosságához képest arányaiban nem költünk túl sokat fúziós kutatásokra. A teljes Európai Unióban, a nemzeti kutatási programokkal együtt az ilyen célokra fordított összeg aligha haladja meg az 1 milliárd eurót évente, amiből 100 millió eurót finanszíroz maga az EU az európai fúziós programon, a EUROfusion konzorciumon keresztül. Az elmúlt években ugyanakkor jelentős változás tapasztalható a fúziós világban, ami az eddigi szereplők működését is nagy mértékben megváltoztathatja: az állami finanszírozás mellett jelentős magántőke áramlott erre a területre, és számos fúziós magáncég és startup bontott vitorlát. A 2022-es év lehetett az első, amikor a fejlett ipari országokban több forrást vont be a magánszektor, mint amennyit a központi költségvetések biztosítottak.
Dunai szerint ez hozhat pozitív változásokat, de közben arra figyelmeztet, hogy „egyes magánvállalkozások a befektetőkért vívott harcban irreálisan pozitív állításokat fogalmaznak meg arról, hogy mikor lehet fúziós energia”. A kutató szerint ha nem jutnak el a józanabb hangok is a közvéleményhez, akkor a fúzió egy be nem teljesült ígéretként maradhat meg az emberekben, ami társadalmi kiábrándultsághoz vezethet, és nem csak az esetlegesen pórul járt befektetőket érintheti.
És ez a megalapozott, hosszú távú fúziós projektekre is visszaüthet. Dunai úgy látja, a fúzió előtt álló kihívások többségének megoldásához az ITER és annak kísérleti eredményei szükségesek, legyen szó a berendezés első falát érő sugárzásról és hőterhelésről, vagy a fúziós üzemanyagként használt trícium előállításának problémájáról. A komolyan vehető magáncégeket onnan is felismerhetjük, hogy kifejezetten építenek az ITER eredményeire. A magáncégek és az állami fejlesztések együttműködése izgalmas terület, amelynek a szabályait ezekben a napokban fogalmazzák meg.
Óriási kutatási eredményt ért el a NIF, de az inerciális fúzió messze van az erőművi felhasználástól
Tavaly a kaliforniai National Ignition Facility (NIF) szakemberei mérföldkövet értek el a fúziós kutatásokban, amikor a lézeres inerciális fúziós berendezésükben megtermelt energia meghaladta a plazmába lézerekkel betáplált energia mértékét. Ennek az úgynevezett „breakeven” pontnak az elérése Dunai szerint óriási kutatási eredmény, és megérdemelten került a világ tudományos újságjainak címlapjára. Egy ilyen alapokon megvalósított energiatermelő erőműben azonban a lézerek energiájához képest közel 100-szoros fúziós hozamot kell elérni a gazdaságossághoz, ami jelentős fejlesztéseket igényel még.
Nem ez az egyetlen oka annak, hogy a lézeres inerciális fúzió messze van attól, hogy az első fúziós erőmű lehessen. Ahhoz, hogy ez reális alternatíva legyen, másodpercenként 10 üzemanyagcsomagban (pellet) kellene fúziós reakciót indítani, és a pelletek ára nem lehetne több, mint néhány eurócent. Továbbá ugyanúgy meg kellene oldani a tríciumtermelést és reaktorelemeket érő sugárzás kezelését, mint a mágneses összetartású fúziónál, amely Dunai – és a tudományos közösség többségének konszenzusa – szerint „ma a fúziós iparnak az energiatermeléshez legközelebb álló ága”.
A DOE által felügyelt Lawrence Livermore Nemzeti Laboratórium részeként működő kísérlet alapkutatási szempontból elsősorban nem fúziós, hanem nukleáris fegyverekkel összefüggő kutatásokat szolgál, hogy a termonukleáris fegyverek működéséhez az anyag alapegyenleteit lehessen vizsgálni nukleáris tesztek nélkül is. Emiatt a lézeres fúziós kutatások a szakember szerint mindenképpen folytatódnak, még akkor is, ha a technológia kevésbé érett energiatermelés szempontjából.
Ahhoz, hogy földi körülmények között megvalósulhasson a fúziós energiatermelés, nem elég egyszerűen lemásolni a Nap működését. A Napban a fúziós reakciók túlnyomórészt egy proton-proton ciklusnak nevezett, hosszú ideig zajló folyamatban mennek végbe, ahol négy protonból keletkezik végül egy hélium atommag. Bár meglepően hangzik, a csillagban zajló fúziós reakció nem túl hatékony, és csak a Nap tömege és mérete miatt lesz gigászi az általa leadott energia. Dunai szerint ezért egy sokkal hatékonyabb, viszonylag kezelhető hőmérsékleten lezajló reakciót kellett találni, és így jött a képbe a deutérium-trícium fúzió. A gond az, hogy miközben deutériummal tele van az univerzum, a radioaktív tríciumból szinte alig találni, míg az ilyen szempontból egyszerűbb deutérium-deutérium fúzióhoz a ma elérhető 150 millió fokos hőmérsékletet is jelentősen túl kellene szárnyalni.
A fúziós reakció a töltött részecskék forró levesében játszódik le, ami azt jelenti, hogy az üzemanyagot plazma halmazállapotúra kell hevíteni. Ezt a plazmát valahogy el kell határolni a berendezés falának szilárd felületétől a földi energiatermelésre szánt fúziós reaktorokban, amire a lézeres inerciális fúzió mellett a másik megoldást a mágneses összetartású fúzió adja. Ennél a részecskék be vannak zárva egy tórusz alakú mágneses csapdában, és szépen körbe-körbe mennek anélkül, hogy elérnék a falat. Bár ez egyszerűen hangzik, Dunai szerint az elmúlt évtizedekben kiderült, hogy a mágneses összetartás nagyon kifinomult diagnosztikai és kontrollrendszereket igényel, mert több instabilitás is megjelenhet a plazmában, ami a részecskék és a hő gyors elvesztését okozza, és így a fúziós reakció leállását jelenti. A mágneses erővonalakat például meg kell csavarni egy ilyen tórusz alakú berendezésben, amire két fejlesztési irány alapul.
Tokamak és sztellarátor
A legismertebb a tokamak, amit szovjet szakemberek fejlesztettek ki az 1960-as években. Ennek az a lényege, hogy a magas hőmérsékleten, elképesztően jól vezető plazmában áramot folyatunk körbe a tóruszon, és a megfelelő áramerősség létrehozza azt a mágneses teret, ami a plazma stabilitásához szükséges. Ehhez képest a másik fejlesztési iránynak számító sztellarátorban a csavart mágneses teret áram nélkül hozzák létre, bonyolult, háromdimenziós struktúrájú tekercsek segítségével, amelyek megtervezéséhez szuperszámítógépek megjelenésére volt szükség, mondta el a magyar kutató.
A német Wendelstein 7-X például egy ilyen sztellarátor típusú berendezés, amely Dunai szerint azt volt hivatott bizonyítani, hogy egy sztellarátor ipari méretben is képes a megfelelő plazma összetartásra, és így valós lehetőség a fúziós erőművek kifejlesztésére, aminek a stabil és hosszú plazmaüzem a feltétele. Bár az eszköz tervezésekor annak komplexitása miatt ez nem volt teljesen garantált, a plazmaviselkedést leíró egyenletek mégis működtek, és a megépített berendezésben a plazma összetartása megfelelt az elmélet által jósoltnak. Az első kísérlet során, amit személyesen Angela Merkel német kancellár indított el 2016-ban, a reakció csak néhány tizedmásodpercig működött, de ma már a több perces kisülések sem ritkák, és a hosszú távú terv a fél órás plazmakisülések létrehozása, ami a fizikai kísérletektől már átvezet a technológiai és kontrollrendszer-fejlesztések irányába – mondta el Dunai.
A szakember egyébként az FPL magyar kutatócsoport tagjaként személyesen is részt vesz a Wendelstein 7-X kísérletben. A kutató egy plazmadiagnosztikára szolgáló atomnyaláb-mérőrendszer optikai és detektorrendszerének fejlesztésével foglalkozott, valamint az ebből származó adatok kiértékelésével. Más kollégái a kísérlet valós idejű vezérléséhez szükséges EDICAM eseménydetektáló gyorskamerák fejlesztésén dolgoztak, ami ottjártunkkor éppen Dunai irodája mellett, a 3D nyomtató labornak kialakított helyiség egyik asztalán foglalt helyet.
Az ITER a modern tudomány katedrálisa
A legnagyobb működő, tokamak típusú kísérleti reaktor az oxfordi Joint European Torus, vagyis a JET, amely Dunai szerint „egyértelműen az egyik legfontosabb berendezés a fúziós történelemben”. A JET 2022-ben úgy vonult be a hírekbe, hogy rekordmennyiségű, 59 megajoule fúziós energiát termelt 5 másodperces időtartamban, de a kutató szerint a berendezéssel emellett is nagyon sok fontos eredményt értek el az elmúlt évtizedekben.
Az 1990-es években például még a viszonylag olcsó és jó tulajdonságokkal rendelkező grafitból tervezték gyártani a berendezések falának több plazmahatároló részét, de a JET-es eredmények megmutatták, hogy a fúziós üzemanyagot, a tríciumot el tudják nyelni a grafittéglák. Ez pedig két okból sem ideális: egyrészt növeli a radioaktív anyag mennyiségét a berendezésben, amire a szabályozó hatóságok adtak egy felső korlátot, másrészt pedig a tríciumot azért termeljük, hogy részt vegyen a fúziós reakcióban, tehát nem veszhet el túl sok belőle. A kutatók a probléma kiküszöbölésére berillium és volfrám falat javasoltak, amit a JET-ben 2014-ben építettek fel, majd alaposan tesztelték. Így Dunai szerint meg lehetett tanulni, hogyan viselkedik ilyenkor a plazma, így az ITER már fémfallal épülhet.
Az ITER fejlesztésében és építésében az EU mellett hat másik partner vesz részt (az Egyesült Államok, Kína, Japán, Dél-Korea, Oroszország és India), és a felek Dunai szerint minden, a projekt során keletkező tudáshoz és technológiához hozzáférnek. „Az ITER ezért egy békeprojekt is”, mondta a szakember, aminek alapjait még Mihail Gorbacsov és Ronald Reagan tették le 1985-ben. Dunai szerint ebben az értelemben az ITER már bekapcsolása előtt betöltötte egyik kulcsszerepét, a tudás egyenletesebb elosztását a Föld emberi lakosságának kétharmadát kitevő partnerek között.
A konstrukció ugyanakkor jelentős nehézségekkel is jár. Az ITER ugyanis úgy épül, hogy a partnerek alkatrészeket szállítanak be, és nem egyszerűen pénzt fizetnek a projektbe. Így hasonló alkatrészeket gyártanak több kontinensen, ami arra vezethető vissza, hogy az országok saját fúziós iparuk magjait szeretnék megteremteni a beszállított alkatrészek gyártásával – viszont így nem a költségek minimalizálása a meghatározó tényező. A tagállamok között elosztott komponensek gyártási és szállítási feladatai így tovább növelték az emberiség eleve legbonyolultabb projektjének komplexitását.
Az ITER indulásának hivatalos dátuma ma még 2025, de az elmúlt évek globális problémái, mint a covid vagy a chiphiány, itt is éreztetik hatásukat, és Dunai szerint valószínűleg további csúszások várhatók. Az említett külső hátráltató tényezők mellett arra sem árt emlékezni, hogy az ITER, ahogy a nevében is megjelenik, egy kísérleti eszköz, egy „first of it’s kind” fejlesztés, így valószínű, hogy nem működik majd elsőre minden technikai megoldás. A kísérlet lényege Dunai szerint éppen az, hogy hibákból tanulnak, és ha kell, újabb megoldásokat keresve teremtsék meg a jövő reaktorainak technológiai megoldásait.
A kutató szerint most abba az irányba haladnak a dolgok, hogy az ITER menetrendjében nem az első plazma minél gyorsabb beindítása a prioritás, hanem az, hogy a nagyobb teljesítményű plazmák az eredeti tervek szerint, a 2030-as évek elején meglegyenek. Az ITER működésének egyik kimondott célja, hogy elérje a Q=10 fúziós teljesítményt, tehát a betáplált fűtési energia tízszeresét szeretnék demonstrálni.
Az ITER Dunai szerint lenyűgöző berendezés, a modern tudomány egy katedrálisa. A plazmában 150 millió Celsius-fok van, és a plazma szélétől alig egy méterre -269 fokra hűtve kell tartani a szupravezető tekercseket. Egy olyan szendvicset kell így hosszú távon fenntartani, ahol az egyik oldalon melegebb van, mint a Nap magjában, a másik oldalon pedig olyan hideg, mint a minket körbevevő világűrben. Az ITER méreteiben is lenyűgöző vákuumkamrája 1400 köbméteres, amely 840 köbméter plazmát foglal majd magába. A berendezéshez háromszor több acélt használtak fel, mint az Eiffel-torony építéséhez, és sok paraméterben lesz világelső a befejezése idején.
Magyar laborban dolgoznak az ITER védelmi rendszerének fejlesztésén
Amikor a Fúziós Plazmafizika Laboratóriumban jártunk, Dunai szobájának egyik asztalán egy optikai rendszer prototípusa állt félig becsomagoltan. Ez ahhoz a több mint 100 millió eurós fejlesztési költségű pellet-belövő (Shattered Pellet Injector, SPI) berendezés fejlesztéséhez készül, aminek megépítéséről 2017-ben döntött az ITER tanácsa. A pellet-belövő feladata, hogy megvédje a berendezést a plazma különleges esetekben – például rosszul ütemezett fűtésből vagy a kontrollrendszer hibájából – bekövetkező azonnali plazmaösszeomlás (diszrupció) káros hatásaitól.
Egy ilyen esemény során a plazmában tárolt hőenergia a másodperc tört része alatt megjelenik a reaktorfal elemein. Amennyiben ezek a fémtéglák megolvadnak, jelentősen károsodnak, és cserélni kell őket, ami Dunai szerint akár 3 éves leállást és több milliárd eurónyi veszteséget is okozhatna. Ilyen instabilitás esetén a beavatkozásra nincs sok idő, mindössze századmásodpercekről beszélünk. A plazma gyors lehűtésére amerikai kutatók fejlesztettek ki egy megoldást, amelyben pezsgős dugó méretű kriogén hidrogénjeget lőnek ki nagy sebességgel, ami egy ferde fémlapon jégdarává törik, és így jut a forró plazmába. Ez egyfajta fúziós poroltóként működik, és a tervek szerint 27 ilyen védelmi berendezés épül majd a ITER körül.
Dunai szerint óriási eredmény, hogy az EK Fúziós Plazmafizika Laboratórium Zoletnik Sándor vezetésével, éles nemzetközi versenyben elnyert egy ITER-pályázatot, amelynek keretében hazai kísérleti labor épülhetett az SPI technológia fejlesztésére. A magyar szakemberek a csúcstechnológiás és közel valós méretű kísérleti berendezésükkel részben ezeknek a jégpelletfagyasztási és -kilövési folyamatoknak az elemzésével foglalkoznak. Mint a kutató elmondta, annak vizsgálatához, hogy a pellet 800 m/s sebességgel történő kilövése után megfelelően eléri-e a jeget szétaprózó törőfejet, 8 darab, egyenként közel 100 ezer dolláros gyorskamerát használnak. Ezek a speciális kamerák másodpercenként százezer felvételt készítenek. A kísérlet célja a pellet optimális paramétereinek és technológiáinak kidolgozása, amiket a hamarosan megépítendő végső modell tervezésénél használnak majd fel. A kísérletek során gyűjtött adatok alapján elméleti kutatócsoportok modellezik, miként védik meg a jégdarabok a berendezést és adnak információt arról, mi a kísérletileg elérendő optimális paraméter-tartomány.
Mivel a pellet-belövő egy védelmi eszköz, nagyon fontos a megbízható működése. Ezért külön diagnosztikai rendszert dolgoztak ki, amelynek jeleznie kell, ha a pellet kilövése esetleg nem volt sikeres, hogy egy tartalék rendszer működésbe léphessen. Ehhez az érzékelőrendszerhez tartozik az az optikai elem is, amelynek prototípusa a szakember asztalán hevert. Ez a pellet képét a reaktor sugárzással terhelt környezetéből speciális, arany bevonatú tükrök felhasználásával, közel 4 méteres távolságból hozza ki a védett területre, ahol már kamerák is elhelyezhetők. A rendszer több detektortípusból áll, és különlegessége, hogy automatikusan, valós időben tud információt adni a kontrollrendszernek. Ha rendszer azt látja, hogy a pellet törött, vagy „gellert kapott”, akkor a tartalék rendszer még időben indíthatja a szomszédos pellet-belövőt.
Magyarország folytatódó EU-s tagsága nélkül nincs hazai fúziós program
Dunai szerint jelenleg az EK-ban olyan szakembergárda és technikai háttér áll rendelkezésre, ami biztosítja, hogy a magyarok a jövőben is részt tudjanak venni a nemzetközi és európai szinten erősen integrált fúziós kutatásokban, köztük az ITER projektben is. Arról, hogy ezt a kutatási irányt veszélyeztetheti-e valami, elmondta, hogy ha Magyarország EU-tagsága megkérdőjeleződik, akkor az ITER- és EUROfusion-finanszírozású programok biztosan leállnak, ami gyakorlatilag a hazai fúziós program egészét jelenti.
További nehézségként említette az utánpótlás kérdését. A kutató szerint ma már nemcsak az a probléma, hogy fúzióval foglalkozó szakemberek, vagy tágabban a fizikusi vagy természettudományos pályán lévők nem maradnak itthon a doktori képzés után, hanem hogy a pálya iránt érdeklődők közül eleve kevesen kezdik Magyarországon a PhD-képzést, mivel egyre korábban, néha már a BSc vagy az érettségi után elmennek külföldre. A szakemberhiányt a közel 20 éve a pályán dolgozó kutató súlyosnak tartja, és szerinte nem lehet leegyszerűsíteni jövedelmi kérdésekre, mert a hosszú távú kilátások határozzák meg leginkább.
Dunai szerint természetesen igaz, hogy a kezdő kutató alapbére nemcsak a német, hanem a hazai iparban elhelyezkedő kortársa mellett is lényegesen kisebb, de ezt részben pályázati és külföldi forrásokból lehet kozmetikázni. A hazai alapkutatás körülményeiről szerinte részben elmondhatjuk, hogy régiós viszonylatban is alulfinanszírozott, miközben az évtizedes távlatú kutatások támogatása néhány évente változik. A kutató a rendelkezésre álló források elosztásában is lát anomáliákat, de ezek szerinte kevésbé szembetűnők a szakmán kívülieknek.
Ugyanakkor úgy látja, néhány előnye is van annak, ahogy itthoni laboratóriumuk működik. Azáltal, hogy számos nemzetközi együttműködésben vesznek részt és több berendezésnek szállítanak be, bizonyos értelemben nagyobb szabadságuk van, berendezéseken átívelő kutatási projekteket javasolhatnak és jobban átlátják különböző projektek belső viszonyait, mint azok, akik csak egy adott projekten dolgoznak.
Már zajlik az első demonstrációs fúziós erőmű fejlesztése
A EUROfusionön belül az utóbbi időben megerősödött az az irány, miszerint Európának egy valós, kereskedelmileg is értelmezhető, mágneses összetartáson alapuló, tokamak típusú demonstrációs erőmű (DEMO) tervét kell lerakni, és Dunai szerint már lépéseket is tettek ebbe az irányba. A kutató, aki a DEMO egyik diagnosztikai rendszerének fejlesztő koordinátora, elmondta, egyelőre technológiai döntések sorozatát kell meghozni: ki kell találni, hogy mekkora legyen, milyen anyagokat használjon, és hogy mi az a minimális diagnosztikai készlet, ami elegendő a működtetéséhez.
A jelenlegi kísérleti berendezéseket arra optimalizálták, hogy minél több adatot szolgáltassanak, ami egyrészt költséges diagnosztikák fejlesztését jelenti, másrészt a berendezést teljesen körbeveszik a mérőrendszerek, így maga a berendezés elsőre gyakran alig látszik. Ennek az a célja, hogy „minél nagyobb időfelbontásban, minél több oldalról, minél komplexebb képet kapjunk a valódi plazma viselkedéséről” – mondta Dunai. Ezek a diagnosztikai berendezések a fizika szinte minden ágát használják, és az optikaitól az infravörösön át a röntgen tartományban mérő detektorok is vannak közöttük.
Az első fúziós erőmű célja tehát nem az olcsó energiatermelés, hanem a technológia biztonságosságának demonstrálása lesz. Ezután reális lehetőség, hogy 2050-től elkezd felfutni a fúziós erőművek építése, és néhány évtizeddel később már Magyarország méretű országoknak is lehetnek ilyen reaktorai. Dunai szerint valószínűleg nem ezek adják majd a világ összes energiáját, de egyre fontosabb szerepet töltenek majd be az energiamixben. A korai erőművek a mai elképzelések szerint nem folyamatosan üzemelnek majd, mint az atomerőművek, de nem is lesznek a gáztüzelésű erőművek mintájára szinte azonnal indíthatók, hanem néhány órás impulzusokban, kiszámíthatóan termelnek majd.
A fúziós reakcióban a hélium atommag mellett egy nagy energiájú gyors neutron is keletkezik, ami, mivel nincs töltése, és így nem hat rá a mágneses tér, belecsapódik a reaktor falába. Ez roncsolja az anyagot, mert több száz vagy több ezer fématomnak a helyét változtatja meg, és ha elég nagy energiával talál el atommagokat, magátalakulásokat is okozhat, vagyis radioaktív anyagot hoz létre. A kutató szerint a tervezési cél az, hogy egy fúziós erőműben minél kevesebb radioaktív hulladék keletkezzen, és a nagyobb elemek, mint az acél reaktorfal, újra felhasználhatók legyenek, és idővel újabb reaktort lehessen építeni belőlük. Az erőmű bizonyos részeinek elhasználódását viszont biztosan kezelni kell majd valahogy, így valószínű, hogy egyes elemeket 5 évente cserélni kell, ami majd egy fontos szempont lesz az erőmű tervezésekor is – mondta Dunai.
A kutató úgy látja, ha egy külső szemlélő 2100-ban rápillant majd a Földre, az jobb hely lesz, ha a fúziós kísérlet sikerrel jár. Az, hogy a fúziós kutatásokban és fejlesztéseken dolgozók egy élhetőbb világot hagyhatnak hátra, és hozzásegíthetnek a Föld és annak bioszférájának védelméhez, reményei szerint magyar fiatalokat is motivál majd arra, hogy ezt a hivatását válasszák.
Kapcsolódó cikkek a Qubiten: