Innováció

Hogyan alakíthatja át a nukleáris fúzió az egészségügyet, az energiát és az elektromos autókat?

Devenyi Dalma | 2024.12.01. 05:35

A nukleáris fúzió forradalmasíthatja az energiatermelést, az egészségügyet és a közlekedést. A több évtizedes kutatás ellenére a tudósok még nem jutottak el a fúzióból származó gyakorlati energiatermelésig.

 

A legújabb eredmények, amikről az InterestingEngineering is beszámolt, azonban azt sugallják, hogy közelebb kerülhetünk ahhoz, hogy megvalósítsuk a fúzió mint tiszta, bőséges és gyakorlatilag korlátlan energiaforrás hatalmas előnyeit.

 

Hogyan működik?

A magfúzió az a folyamat, amely a csillagokat, köztük a Napot is hajtja. Ez akkor következik be, amikor két könnyű atommag, például a hidrogén izotópjai (deutérium és trícium) egyesülnek, és egy nehezebb atommagot alkotnak. Ez a folyamat hatalmas mennyiségű energiát szabadít fel, amit Einstein \(E=mc^2\) egyenlete ír le.

A maghasadással ellentétben, amely nehéz atommagokat hasít szét, a fúzió során könnyebb atommagok egyesülnek, és így energiát termelnek. A fúzió során melléktermékként csak hélium keletkezik, ami környezetbarát és biztonságos.

Az üzemanyagforrásai, mint például a tengervízből származó deutérium, bőségesen rendelkezésre állnak és fenntarthatóak. A fúzió ráadásul természeténél fogva biztonságosabb, mint a maghasadás, mivel nem jár az ellenőrizetlen láncreakciók vagy a katasztrofális olvadás kockázatával.

 

Előnyök, hátrányok, kihívások

A fúzió előnyei ellenére nehéz megvalósítani, mivel a csillagok belsejében uralkodó körülményekhez extrém, 100 millió Celsius-fokot meghaladó hőmérsékletre és hatalmas nyomásra van szükség. A tudósok olyan módszereket fejlesztettek ki, mint a mágneses összezártság, amely a plazma stabilizálására nagy teljesítményű mágneseket használ olyan eszközökben, mint a tokamakok, és az inerciális összezártság, amely lézereket használ az üzemanyag összenyomásához és a fúziós reakciók beindításához. Bár ezek a technikák bizonyították a fúzióban rejlő lehetőségeket, a gyakorlati energiatermeléshez szükséges stabil reakciók fenntartása továbbra is jelentős kihívást jelent.

A kutatások folyamatosan zajlanak. (Fotó: Canva)

 

Lehetőségek az élet minden területén

A magfúzióban rejlő lehetőségek messze túlmutatnak az energiatermelésen. Az egészségügyben forradalmasíthatja a rák kezelését a proton-bór fúziós terápia (PBFT) nevű új technikával.

Ez a megközelítés bórvegyületeket juttat a daganatokba, majd protonokkal fúziós reakciókat indít el a rákos sejtekben. A fúziós folyamat egy erősen lokalizált területen szabadítja fel az energiát, hatékonyan elpusztítva a daganatot, miközben az egészséges szöveteket megkíméli. A PBFT a hagyományos sugárterápiák célzottabb és kevésbé káros alternatíváját kínálja.

A magfúzió az űrkutatás és a tengeri közlekedés meghajtási rendszereit is átalakíthatja. Az űrutazás esetében az olyan koncepciók, mint a Direct Fusion Drive (DFD), a fúziós reakciókat kívánják felhasználni a tolóerő és az űrhajórendszerek számára szükséges villamos energia előállítására.

A tengeri alkalmazásokban a fúziós technológia javíthatja a magnetohidrodinamikai (MHD) meghajtásokat, amelyek a hajókat mágneses mezők segítségével hajtják meg, miközben elektromosan vezető folyadékokat, például tengervizet mozgatnak. Ezek a fejlesztések tisztábbá és hatékonyabbá tehetik a közlekedést.

Az elektromos járművek (EV-k) területén a fúziós energia jelentősen megváltoztathatja a járművek energiaellátását. Az olyan vállalatok, mint az NT-Tao, kompakt és méretezhető fúziós reaktorokat fejlesztenek, amelyek képesek energiát szolgáltatni az elektromos járművek töltőállomásai számára. Ezek a reaktorok a hagyományos technológiáknál jóval nagyobb plazmasűrűséget kívánnak elérni, ami hatékonyabbá teszi a fúziós folyamatot. Amint működőképesek lesznek, az NT-Tao reaktorai tiszta, olcsó energiát biztosíthatnak akár 1000 elektromos jármű egyidejű töltéséhez. Ezek a reaktorok hordozhatóak és adaptálhatóak, így ideálisak városi és távoli helyszíneken, valamint ipari létesítményekben és adatközpontokban is.

 

Mi a különbség a fúzió és a hasadás között?

A fúzió és a maghasadás, bár mindkettő nukleáris folyamat, ellentétes elvek alapján működik.

A fúzió során a könnyű atommagok nehezebb atommagokká egyesülnek, és minimális hulladékkal tiszta energiát állítanak elő. A hasadás viszont nehéz atommagokat hasít szét, ami energiát szabadít fel, de hosszú élettartamú radioaktív hulladékot termel, és magában hordozza a leolvadás veszélyét.

A hasadás jelenleg megvalósíthatóbb energiatermelésre, mivel sokkal alacsonyabb hőmérsékleten történik, és szobai körülmények között is képes láncreakciót fenntartani. A fúzió biztonsági és környezetvédelmi előnyei azonban ígéretesebb hosszú távú megoldássá teszik, ha sikerül leküzdeni a kihívásokat.

 

Nemzetközi nyitottság

A magfúzióban rejlő lehetőségek jelentős nemzetközi együttműködést és befektetéseket eredményeztek. A Nemzetközi Termonukleáris Kísérleti Reaktor (ITER) az egyik legambiciózusabb fúziós projekt, amelyben 35 ország vesz részt.

A 2039-re tervezett ITER célja olyan stabil plazma előállítása, amely tízszer több energiát termel, mint amennyit fogyaszt. Ha sikerrel jár, az ITER előkészítheti az utat a kereskedelmi fúziós erőművek számára, és átalakíthatja a globális energiaellátást.

Ha a tudósok sikeresen kifejlesztik a gyakorlati fúziós technológiát, az kiválthatná a fosszilis tüzelőanyagokat, jelentősen csökkentve a szén-dioxid-kibocsátást és kezelve az éghajlatváltozást. Fenntartható energiát is biztosíthatna különböző alkalmazásokhoz, az egészségügytől kezdve az űrkutatáson át a közlekedésig. A hordozható fúziós reaktorok távoli helyeken, ipari létesítményekben és városi infrastruktúrában is képesek lennének energiát biztosítani, tiszta és megbízható energiát kínálva bárhol, ahol csak szükség van rá.

A fúziós technológia már most is jelentős befektetéseket vonz.

Az izraeli NT-Tao cég például 2024 januárjáig 28 millió dolláros támogatást kapott a Honda Motorstól, kockázati tőkecégektől és az izraeli kormánytól.

Ez a növekvő támogatás tükrözi a fúziós technológiában rejlő átalakító potenciált övező optimizmust. Bár a kihívások továbbra is fennállnak, a ma elért eredmények közelebb visznek minket a tiszta és korlátlan fúziós energiával működő jövőhöz.

 

Kiemelt kép: Canva

  Devenyi Dalma
Bejegyzés megosztása
Ajánlott cikkek
Iratkozz fel hírlevelünkre!
©2025 NRGREPORT, Minden jog fenntartva.