Nagy Britanniában rekordot döntöttek a magfúzió terén

Nemrég az egyik sajtókonferencián a Joint European Torus (JET- Közös Európai Torus) berendezés képviselői kísérleteikben sikerült a fúziós nukleáris reaktoron kinyerni 69.26 mega joule (16,49 kcal) hőt, csupán 0,21 mg hidrogén izotópjainak fűtőanyagából. Ez a mennyiség megfelelt kb. 2 kg kőszénnek. A JET berendezés Culham Centre for Fusion Energy, Oxfordshire, Egyesült Királyságban van, és 1983-ban helyezték üzembe. Ezt az eredményt tavaly októberben érték el; a teljesítmény 5 másodpercig tartott egy generált kisülésben. Ez az eredmény jelentős lépés a termonukleáris fúziós folyamatok működését illetően. A JET olyan berendezés, amely erős mágneses tért alkalmaz toroid alakú kamrában. Az esetek többségében a fúzióban előnybe részesítik a hidrogén két variánsát, a deutériumot és a tríciumot. A torus (anuloid) latin szóból származik, és kereket, dagadást, kidudorodást jelent. Ez a toroid tömlő a gumiabroncs, vagy a fánk alakját veszi fel.

Miért figyelemre méltó ez az eredmény? Az egész világon nagy verseny alakult ki az új, lehetőleg megújuló természetű energiaforrások iránt. A nukleáris energia sem kivétel. A nukleáris reaktorok két alapvetően különböző elven működnek. Az egyik a nehéz elemek atommagjainak hasadását használja ki, ezeket megalkotásuk kezdete óta 1942-töl fokozatosan ipari színvonalra fejlesztették, magyar hozzájárulással (Wigner, Szilárd, Teller), és sok országban alapvető részét képezi az energia előállításának. Viszont a másik elven működő, a könnyű elemek atommagjainak az egyesülését alkalmazó reaktorok több évtizeden átnyúló igyekezet ellenére sincsennek használható állapotban. Mindkét folyamatban hatalmas hőmennyiség szabadul fel.

A kutatók rámutattak, hogy a hasonló tesztek hozzájárulhatnak ahhoz, hogy a nukleáris magfúzió az energia életképes tiszta, majdnem korlátlan forrása lehessen. A JET először 1986-ban az angliai Oxfordshire grófságban gyújtott lángot gyújtott lángot. Az ismert (orosz alkotás) tokamak (tórus kamra mágneses tekercsekkel) elősegíti a hidrogén nagyon forró hőmérsékletű plazmába adagolását és a mágneses tér segítségével nagysebességre képes felgyorsítani. Ez a berendezés a nukleáris fúzió feltételeit tudja megvalósítani. Két könnyű hidrogén atomot képes egyesíteni egy közös atommá, ami által óriási hőenergia szabadul fel.

Az elmúlt negyven év üzemeltetésen keresztül a JET több mérföldkövet ért el a nukleáris fúzió területén, többek között ez volt az első reaktor, amely két keveréket alkalmazott deutériumot (egy neutronnal több hidrogént), és tríciumot (két neutronnal több hidrogént) 50/50 arányban, amely manapság standard fúziós eljárásnak felel meg. A deutérium és trícium fűtőanyag keverékkel képes dolgozni, egyesülésükkel hélium keletkezik és óriási mennyiségű energia. A „Képesek vagyunk megbízhatóan létrehozni fúziós plazmát ugyanazzal a fűtőanyaggal, mint a kereskedelmi erőművek, ami bizonyíték a szakterületen elért ismeretek előrehaladottságának, amiket az idők folyamán elértünk”, jelentette ki, Fernanda Rimini, a JET tudományos üzemeltetés főnöke. A leírt JET reakció azonban az utolsó lett. A projektet 2023-ban, röviddel a rekord teszt megvalósítása után használaton kívülre helyezték. A kutatók megkezdték a reaktor nagyon igényes szétszerelését, amelynek 2040-ig kell tartania. Reméljük, hogy ez alatt megismerik a tomakat viselkedését a plazma robbanásai hatására és a belső tokamak struktúráját. Ugyanakkor ezek a tapasztalatok segítik a kutatóknak kifejleszteni a radioaktív hulladék biztosabb eltakarításának stratégiáját.

A JET öröksége továbbra is létezni fog az ITER-ben, a Nemzetközi Termonukleáris Kísérleti Reaktorban (ITER - latinul: út, jelentése International Thermonuclear Experimental Reactor); az óriási tokamak Dél-Franciaországban, amelynek beindítását a 2025-ös évre tervezik. Ez a projektum 22 milliárd dollárért nagyon hasonló fúziós stratégiát fog használni, csak nagyobb mértékben. „A JET egész létezése alatt figyelemre méltóan hasznos volt, mintegy előfokozat az ITER nagyberendezéshez”, nyilatkozta Pietro Barabaschi, az ITER főigazgatója. „Az elért eredmények egyenes és pozitív hatása lesz az ITER projektumra, megerősíti a továbbhaladás helyességét, és elősegíti a gyorsabb teljesítmény fokozását, mihelyst beindul az üzemeltetés”.

Dr. Palágyi István György