Magfúzió: a csillagok energiája a Földön
5 perc olvasás
A grafika teljes méretben letölthető a cikk végén lévő linkről!A magfúzió az ideális energiaforrás, amelynek kiaknázásához évmilliókra elegendő erőforrás áll rendelkezésre a tengervízben és a földben. Magyarország évi energiaellátását 10 millió tonna szén, 2,5 millió tonna földgáz, vagy 452 millió liter benzin fedezi, miközben 150 kg deutérium és 230 kg trícium is elegendő lenne. Egy EU állampolgárnak évi 2 eurójába kerül a kutatás, miközben világszerte számos kísérleti reaktor üzemel, ahol a technológiát és a villamoshálózatra termelés feltételeit tesztelik. A nemzetközi kutatásokban részt vesz az MTA Wigner FK Részecske- és Magfizikai Intézet is, akik idén is várják a magfúzió és a nukleáris energetika iránt érdeklődőket a Sziget Fesztiválon.
A grafika teljes méretben letölthető a cikk végén lévő linkről!A magfúzió az ideális energiaforrás, amelynek kiaknázásához évmilliókra elegendő erőforrás áll rendelkezésre a tengervízben és a földben. Magyarország évi energiaellátását 10 millió tonna szén, 2,5 millió tonna földgáz, vagy 452 millió liter benzin fedezi, miközben 150 kg deutérium és 230 kg trícium is elegendő lenne. Egy EU állampolgárnak évi 2 eurójába kerül a kutatás, miközben világszerte számos kísérleti reaktor üzemel, ahol a technológiát és a villamoshálózatra termelés feltételeit tesztelik. A nemzetközi kutatásokban részt vesz az MTA Wigner FK Részecske- és Magfizikai Intézet is, akik idén is várják a magfúzió és a nukleáris energetika iránt érdeklődőket a Sziget Fesztiválon.
A Föld lakosságának energiaszükséglete folyamatosan nő, a most használt fosszilis energiahordozók legkésőbb néhány száz év múlva kimerülnek. A nap- és szélerőművek nem képesek folyamatos, állandó teljesítményű energia előállítására, az atomerőművek esetében pedig a radioaktív hulladék kezeléséről kell évezredekig gondoskodni. Létezik ugyanakkor egy olyan energiaforrás, amelyik biztonságos, gazdaságos, környezetbarát és folyamatos termelésre képes: a magfúzió. Az ehhez kapcsolódó kutatások 60 éves múltra tekintenek vissza, az elmúlt ötven évben a kísérleti reaktorok teljesítménye gyorsabban duplázódott, mint a számítógépek processzoraiban a tranzisztorok száma.
A magfúzió a csillagok energiaforrása. A csillagokban, így a Napban is végbemenő reakció lényege, hogy könnyű atommagok egyesülnek, nagy energia-felszabadulás mellett. Egy fúziós reaktorban a hidrogén két izotópja egyesül egy héliummá és keletkezik reakciónként egy neutron is. Az egyik izotóp a deutérium, amely szinte korlátlan mennyiségben áll rendelkezésre a természetes vizekben. A másik pedig a trícium, amely az akkumulátorokban is használt lítiumból tenyészthető a reaktoron belül, a fúzióban keletkező neutron segítségével. A folyamat során semmilyen káros anyag nem keletkezik, a végtermék pedig ártalmatlan nemesgáz, a hélium.
A fúzióhoz természetesen speciális körülmények szükségesek, amelyeket reaktorokban biztosítanak. A ma legsikeresebbnek tartott reaktortípus a tokamak. Ez egy fánk alakú, forgásszimmetrikus berendezés, amely a Föld mágneseses térerősségénél százezerszer nagyobb (3,5 – 5 Tesla) erősségű mágneses tér segítségével tartja össze a magas hőmérsékletű plazmát. Bár a plazma a benne hajtott áram hatására is felmelegszik 10 millió Celsius fokra, a fúzióhoz szükséges 150 millió °C eléréséhez speciális külső fűtő berendezéseket alkalmaznak. A legsikeresebb kísérleti reaktor az Európai Unió területén található JET. Ez az első reaktor, amely képes a deutérium-trícium üzemre. Még nem termel energiát a villamoshálózatra, elsődleges célja technológiák tesztelése későbbi fúziós reaktorokhoz.
A fúziós reaktorok következő lépcsőfokát jelentő ITER Dél-Franciaországban épül a világ népességének több mint felét magába foglaló együttműködés keretében. A résztvevő partnerek Kína, Japán, India, Dél-Korea, Oroszország, az USA és az Európai Unió. Az ITER elsődleges célja, hogy a reaktorban felszabaduló fúziós teljesítmény tízszeresen haladja meg a betáplált teljesítményt. Ez bizonyítaná, hogy a fúzió működőképes energiatermelési mód. A még mindig kísérleti, de már ipari mennyiségű energiát előállító ITER készíti elő a 2050-re megépülő, DEMO reaktort, amely már fogyasztási célra fog energiát termelni.
A nemzetközi magfúziós kutatás magyar koordinátora az MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont Részecske- és Magfizikai Intézete, akik elsősorban diagnosztikák fejlesztésével, építésével és a plazmában lezajló különféle fizikai folyamatok tanulmányozásával járulnak hozzá a fúziós kutatásokhoz. A magyar kutatók és mérnökök folyamatosan dolgoznak Európa összes nagy fúziós kísérleti berendezésénél, valamint az épülő ITER-nél is. Az EU projektekben elért eredményeiknek és sikereiknek köszönhetően már a Távol-Keleten is számítanak szakértelmükre és munkájukra, a Dél-Koreában található KSTAR és a kínai EAST tokamaknál, valamint a Japánban épülő JT-60SA közös Európai-Japán kísérletben is. A magyar kutatók minden évben kitelepülnek az ország nagy fesztiváljaira, többek között a Sziget Fesztivál Civil Sziget rendezvényére is, ahol idén is várják a magfúzió iránt érdeklődőket.
https://www.facebook.com/magfuzio
https://twitter.com/magfuziohu
