„Vitathatatlanul a valaha tervezett legösszetettebb gépet építjük” – mondta Laban Coblentz, az ITER kommunikációs vezetője az Euronews Nextnek. A feladat az, hogy bebizonyítsák, hogy a magfúzió – ugyanaz a reakció, amely a Napot és a csillagokat is hajtja – ipari méretekben is hasznosítható. Ennek érdekében Dél-Franciaországban építik a világ legnagyobb mágneses zárókamráját, a tokamakot, amely nettó energiát termel.
A Nemzetközi Termonukleáris Kísérleti Reaktor (International Thermonuclear Experimental Reactor, ITER) projektről szóló megállapodást 2006-ban írta alá hivatalosan az USA, az EU, Oroszország, Kína, India, Japán és Dél-Korea a párizsi Elysée-palotában.
Jelenleg több mint 30 ország működik együtt a kísérleti berendezés megépítésében, amely a tervek szerint 23 000 tonna súlyú lesz, és a befejezés után akár 150 millió °C-os hőmérsékletet is kibír.
A kísérleti berendezés a tervek szerint 23 000 tonna súlyú lesz, és a befejezés után akár 150 millió °C-os hőmérsékletet is kibír. (Fotó: ITER)
A magfúzió az a folyamat, amelynek során két könnyű atommag egyetlen nehezebb atommaggá olvad össze, hatalmas energiát szabadítva fel. A Nap esetében a Nap magjában lévő hidrogénatomok a gravitációs nyomás hatására fuzionálnak össze. Eközben itt a Földön két fő módszert vizsgálnak a fúzió előállítására.
Az ITER projektje a második lehetséges útra összpontosít: a mágneses fúzióra.
A tokamakban a töltött részecskéket egy mágneses tér zárja be, kivéve a nagy energiájú neutronokat, amelyek kiszabadulnak, és a kamra falába csapódnak, átadják a hőjüket, és ezáltal a fal mögött folyó vizet melegítik. Elméletileg az energiát a keletkező gőzből nyerhetnénk, amely egy turbinát hajtana meg.
„Ez, ha úgy tetszik, a kutatási eszközök hosszú sorának utódja” – magyarázta Richard Pitts, az ITER tudományos részlegének szekcióvezetője. „A szakterület mintegy 70 éve vizsgálja a tokamakok fizikáját, hiszen az első kísérleteket az 1940-es és 50-es években tervezték és építették Oroszországban” – tette hozzá.
Pitts szerint a korai tokamakok kis, asztali készülékek voltak. „Aztán apránként egyre nagyobbak, nagyobbak és nagyobbak lettek, mert tudjuk – a kisebb eszközökön végzett munkánkból, a skálázási tanulmányainkból a kicsiktől az egyre nagyobbak felé haladva -, hogy ahhoz, hogy nettó fúziós energiát nyerjünk ezekből az eszközökből, egy ekkora méretűre van szükségünk” – mondta.
Az atomerőművek az 1950-es évek óta léteznek, és a maghasadási reakciót használják ki, amelynek során az atom a reaktorban hasad, és eközben hatalmas mennyiségű energia szabadul fel. A maghasadás egyértelmű előnye, hogy már bevált és kipróbált módszer, mivel ma világszerte több mint 400 maghasadási reaktor működik.
Bár a nukleáris katasztrófák ritkán fordultak elő a történelemben, a csernobili 4-es reaktor 1986. áprilisi katasztrofális leolvadása erőteljesen emlékeztet arra, hogy a nukleáris katasztrófák sosem teljesen kockázatmentesek.
Ráadásul a maghasadásos reaktoroknak hatalmas mennyiségű radioaktív hulladék biztonságos kezelésével is meg kell küzdeniük, amelyet általában mélyen a föld alá, geológiai tárolókba temetnek. Ezzel szemben az ITER előnye, hogy egy hasonló méretű fúziós erőmű sokkal kisebb mennyiségű vegyi anyagból, mindössze néhány gramm hidrogénből állítana elő energiát.
Coblentz hangsúlyozza, hogy a fúzióval kapcsolatos kihívás az, hogy ezeket az atomreaktorokat továbbra is rendkívül nehéz megépíteni.
Az biztos, hogy az ITER-projekt megküzdött a gigantikus vállalkozás bonyolultságával. Eredeti ütemterve 2025-öt tűzte ki az első plazma kibocsátásának időpontjaként, a rendszer teljes üzembe helyezését pedig 2035-re tervezték. Különböző hiányosságok és a COVID-19-hez kapcsolódó késedelmek azonban a rendszer üzembe helyezésének ütemtervének eltolódásához és a hozzá tartozó költségvetés felduzzadásához vezettek.
A projekt eredeti költségbecslése 5 milliárd euró volt, de mára több mint 20 milliárd euróra nőtt.
„Már korábban is ütköztünk kihívásokba, egyszerűen a bonyolultság, az első ízben alkalmazott anyagok és alkatrészek sokasága miatt, amelyek egy szintén első ízben alkalmazott gépben találkoztak” – magyarázta Coblentz.
Az egyik jelentős kudarcot a Dél-Koreában gyártott vákuumkamra szegmenseinek hegesztési felületeinek elhajlása okozta.
Coblentz elmondta, hogy a projekt jelenleg az újraszabályozás folyamatában van, abban a reményben, hogy a lehető legközelebb tudnak maradni a fúziós műveletek megkezdésére kitűzött 2035-ös célhoz.
Provance szívében a valaha tervezett legösszetettebb gépet építik. (Fotó: ITER)
Ami a nemzetközi együttműködést illeti, az ITER egyfajta unikornis, mivel ellenállt a projektben részt vevő számos nemzet közötti geopolitikai feszültségek szelének.
Coblentz a projekt viszonylagos egészségét annak tulajdonítja, hogy a nukleáris fúzió beindítása egy közös, generációs álom.
Tekintettel az éghajlatváltozás jelentette kihívás nagyságrendjére, nem csoda, hogy a tudósok versenyt futnak a szénmentes energiaforrások kereséséért, hogy világunkat energiával lássák el. A bőséges fúziós energiaellátás azonban még messze van, és még az ITER is elismeri, hogy a projektjük csak hosszú távú választ jelent az energiaproblémákra.
Azzal a felfogással szemben, hogy a fúzió túl későn fog bekövetkezni ahhoz, hogy érdemben hozzájáruljon az éghajlati válság leküzdéséhez, Coblentz azt állítja, hogy a fúziós energiának még a jövőben is lehet szerepe.
„Mi történik, ha valóban olyan mértékben emelkedik a tengerszint, hogy városok mozgatásához szükséges energiára lesz szükségünk? Ha ilyen mértékű energetikai kihívásokat kezdünk látni, akkor igazán nyilvánvalóvá válik a válasz a kérdésére. Minél tovább várunk a fúzióra, annál nagyobb szükségünk lesz rá. Az okos döntés tehát az, hogy minél előbb meg kell valósítani” – mondta.
Kiemelt kép forrása: ITER
S.Rita
