Egy európai reaktor a korábbiaknál nagyobb teljesítményű – ezáltal tényleg életképes – fúziós erőmű létrehozását ígéri, így egy lépéssel közelebb kerültünk hozzá, hogy a technológia nyugdíjazza a hagyományos atomerőműveket.
Egy nemzetközi kutatócsoport Spanyolországban épít forradalmi nukleáris fúziós reaktort, ami a jövő energiaigényeire kínálhat megoldást. Az új berendezés neve Small Aspect Ratio Tokamak, vagyis SMART. A formabontó gömb alakú tokamak reaktor a negatív és a pozitív háromszögletű plazma-alakzatok közötti különbségeket vizsgálja, hogy feljavítsa a fúziós energia teljesítményét, ezáltal piacképessé tegye a sokak által már most „végtelen energiaként” emlegetett megoldást.
Szakértők egy sor publikációban számoltak be a SMART működését biztosító, csúcstechnológiás megoldásokról. A Princeton Plazmafizikai Laboratórium (PPPL) közleménye szerint az amerikai intézmény a Sevillai Egyetemmel együttműködve dolgozik a fúziós eszköz tervezésén és fejlesztésén.
„A SMART projekt remek példa arra, hogyan dolgozunk együtt a fúzió kihívásainak megoldásán, és adjuk át a következő generációnak az eddig megszerzett tudást. Ez csak akkor fog megvalósulni, ha közösen dolgozunk rajta” – nyilatkozta Jack Berkery, a PPPL és SMART együttműködését vezető kutató. A tokamak fejlesztésében a PPPL számítógépes kódjait és mágneses-szenzor rendszerek terén szerzett tapasztalatait is felhasználják.
A fúziós reaktorok a csillagok működési elvét követik: hidrogénatomokat egyesítenek héliummá, miközben hatalmas mennyiségű energiát szabadítanak fel. Ez jelentős előrelépés a jelenleg használatban lévő maghasadásos (fissziós) nukleáris technológiákhoz képest, amelyen a jelenleg üzemelő Paks I. és a tervezett Paks II. reaktorai is nyugszanak. A fúziós erőmű ezekhez képest kevesebb hulladékkal és kisebb kockázattal jár.
Az új technológia egyetlen kerékkötője korábban az volt, hogy a működtetése több energiát igényelt, mint amennyit előállított, és a pozitív energiamérleg elérése mindig is komoly kihívás maradt. 2022-ben az amerikai kutatók óriási áttörést értek el, amikor sikerült 0,7 megajoule energiát előállítaniuk – ez nagyjából egy kenyérpirító 10 perces működtetésére elegendő energia, de legalább bíztató előrelépés, amivel bizonyították, hogy a fúzió tökéletesítésével nagyon is érdemes foglalkozni. A világon működő több tucat kísérleti erőmű közül az egyik legújabb a fentebb írt SMART, ami újabb komoly mérföldkővel kecsegtet.
A SMART különleges kialakításának egyik fő eleme a tokamak keresztmetszete és a negatív háromszögletű plazmaszerkezet. A Sevillai Egyetem professzora, Manuel Garcia-Munoz szerint a negatív háromszögletűség javíthatja a fúziós reaktor teljesítményét. „Ez potenciális áttörés, ami vonzó fúziós teljesítményt és jobb hőelvezetési lehetőségeket kínál a jövő kompakt fúziós reaktorai számára. A negatív háromszögletű kialakítás alacsonyabb plazma-ingadozásokkal jár, miközben nagyobb területet biztosít a hőelvezetéshez” – magyarázta a tudós. Az innovatív forma segít a plazma instabilitásainak elnyomásában, amelyek nemcsak energia-veszteséget okozhatnak, hanem a reaktor falának károsodását is előidézhetik.
„Az ötlet az volt, hogy olyan technológiákat egyesítsünk, amelyek már beváltak: egy gömb alakú tokamakot és a negatív háromszögletűséget, így lett SMART az első ilyen jellegű berendezés.”
A kutatók jelenleg olyan fejlett diagnosztikai módszereket fejlesztenek, amelyek lehetővé teszik a plazma állapotának nyomon követését a kísérletek során. A PPPL közreműködésével kidolgozott eszközök célja a plazma stabilitásának és tisztaságának ellenőrzése, ami biztosítja a hatékonyabb fúziós folyamatokat. Mindent egybevetve a SMART projekt új reményt jelent a fenntartható energiaforrások kutatásában, mivel képes lehet forradalmasítani az energiatermelést. A kutatók abban bíznak, hogy 2024 végére elérik az első plazmakísérletet. A globális együttműködés révén pedig egyre közelebb kerülünk ahhoz, hogy a fúziós energiát a mindennapokban is hasznosítsuk.
Főoldali kép: Sevillai Egyetem
Zajlik az 5. blokki nukleáris sziget betonozása, a 6. blokki munkagödör földmennyiségének negyedét kiemelték.