Új lökést kapott az emberiség egyik legnagyobb kihívásaként már több évtizede folyó, a világ energiaellátásának problémáját megoldani hivatott fúziós reaktor kifejlesztése. Az Egyesült Államokban a san diegói National Fusion Facility kutatóinak sikerült megnégyszerezniük a fúzió sebességét a túlhevített deutérium-felhőben, így közelebb jutottak a rendkívüli mennyiségű energiát leadó ´mesterséges Nap´ létrehozásához – jelentette a Stop.hu
A fúziós reaktorok célja, hogy a Nap energiatermeléséhez hasonló módon szolgáltassanak energiát, kivitelezésük azonban egy sarkalatos dolog miatt rendkívül nehéznek bizonyul – a rendkívül magas hőmérsékletű plazma tárolása szinte megoldhatatlan gondot okoz a kutatóknak. A san diegói tudósok most egy minden eddiginél stabilabb és nagyobb nyomású környezetet alakítottak ki a plazma számára az azt kordában tartó elektromágneses mező nagyon finom szabályozásával.
Eredményükkel egy lépéssel közelebb kerülhet annak az ipari méretekben megalkotott fúziós reaktornak a megépítése, mely minimális szennyezőanyag keletkezése mellett szinte kimeríthetetlenül szolgáltatja az energiát.
A vegyes összetételű kutatócsoport a DIII-D nevű reaktorral kísérletezett, melynek szíve egy tokamaknak nevezett fánk alakú, 4,5 méter átmérőjű kamra. A kamra belsejében a deutérium-plazma 100 millió Kelvin fokra van hevítve, és egy rendkívül erős mágneses térrel van összefogva. A fúziós kutatás egyik legfontosabb célja, hogy olyan reaktort hozzanak létre, mely többször annyi energiát termel, mint amennyi a működtetéséhez szükséges. Ezt a határpontot eddig a világ egyetlen tokamakjában sem sikerült elérni.
Korábbi elméleti és kísérleti eredmények azt sugallták, hogy létezik egy nyomáshatár, mely felett a plazma kiszámíthatatlanul kezd viselkedni. 1990-ben azonban kiderült, ha a plazmát – mint versenyautót a körpályán – folyamatosan keringtetjük, a probléma megoldható. Később az is nyilvánvalóvá vált, hogy a dolog könnyen kivitelezhető, a keringés azonban egy idő után magától lelassult, és a rendszer ismét instabillá vált. A DIII-D kutatói most rájöttek ennek okára is, amely nem más, mint hogy a plazma felnagyítja az őt tartalmazó mágneses tér apró hibáit.
A kutatásban részt vevő szakemberek rendkívül bizakodóak az eredményekkel kapcsolatban. A DIII-D nagysága mindössze egynyolcada annak a méretnek, ami egy iparilag is használható reaktorhoz szükséges. Egy ilyen, fúziós reaktor a deutérium mellett a hidrogén másik izotópját, a tríciumot is használná az energiatermeléshez. A tudósok egyébként meg vannak győződve arról, hogy kísérleti reaktorban érvényes törvények ugyanúgy működnek majd a nagy reaktorokban is.
A kutatás eredménye újabb érvvel szolgál annak a nemzetközi, kutatókból álló tömörülésnek, amely nemzetközi szinten lobbizik az ITER névre keresztelt, energiatermelő, fúziós reaktor-prototípus megépítéséért. Szerintük a DIII-D csapat módszere nagyon sok haszonnal kecsegtet az ITER program számára.
A tokamak
A Tokamak a szovjetek által kifejlesztett, tórusz alakú fúziós reaktor-típus mára általánossá vált neve. Maga a név az orosz “Toroidálnaja kámera i magnyítnaja katyúska” szavak kezdőbetűiből kialakított betűszó. Az eredeti tokamak-dizájn lényege a tórusz alakú kamra, melyben plazma kering. A plazma sugárirányú terjeszkedését egy függőleges mágneses mező korlátozza, míg keringő mozgását egy tórusszerű mező szabályozza. A tokamakban két elektromágneses mező generálódik: egyiket a nagyenergiájú plazmaáram, a másikat a tórusz körül elhelyezett elektromágneses tekercs-sor indukálja.
A tudósok ezért apró szenzorokkal megmérték ezeket a hibákat, és a kamrába helyezett mágnesekkel, visszacsatolás révén kijavították azokat. Az így tökéletesített mágneses mezőben a plazma keringése nem lassult le, és a kutatók a további kísérletekben az eddig elérhető nyomás kétszeresét is képesek voltak elérni, megnégyszerezve ezzel a fúzió sebességét.
Egy lépéssel közelebb a fúzióhoz
Új lökést kapott az emberiség egyik legnagyobb kihívásaként már több évtizede folyó, a világ energiaellátásának problémáját megoldani hivatott fúziós reaktor kifejlesztése. Az Egyesült Államokban a san diegói National Fusion Facility kutatóinak sikerült megnégyszerezniük a fúzió sebességét a túlhevített deutérium-felhőben, így közelebb jutottak a rendkívüli mennyiségű energiát leadó ´mesterséges Nap´ létrehozásához – jelentette a Stop.hu
A fúziós reaktorok célja, hogy a Nap energiatermeléséhez hasonló módon szolgáltassanak energiát, kivitelezésük azonban egy sarkalatos dolog miatt rendkívül nehéznek bizonyul – a rendkívül magas hőmérsékletű plazma tárolása szinte megoldhatatlan gondot okoz a kutatóknak. A san diegói tudósok most egy minden eddiginél stabilabb és nagyobb nyomású környezetet alakítottak ki a plazma számára az azt kordában tartó elektromágneses mező nagyon finom szabályozásával.
Eredményükkel egy lépéssel közelebb kerülhet annak az ipari méretekben megalkotott fúziós reaktornak a megépítése, mely minimális szennyezőanyag keletkezése mellett szinte kimeríthetetlenül szolgáltatja az energiát.
A vegyes összetételű kutatócsoport a DIII-D nevű reaktorral kísérletezett, melynek szíve egy tokamaknak nevezett fánk alakú, 4,5 méter átmérőjű kamra. A kamra belsejében a deutérium-plazma 100 millió Kelvin fokra van hevítve, és egy rendkívül erős mágneses térrel van összefogva. A fúziós kutatás egyik legfontosabb célja, hogy olyan reaktort hozzanak létre, mely többször annyi energiát termel, mint amennyi a működtetéséhez szükséges. Ezt a határpontot eddig a világ egyetlen tokamakjában sem sikerült elérni.
Korábbi elméleti és kísérleti eredmények azt sugallták, hogy létezik egy nyomáshatár, mely felett a plazma kiszámíthatatlanul kezd viselkedni. 1990-ben azonban kiderült, ha a plazmát – mint versenyautót a körpályán – folyamatosan keringtetjük, a probléma megoldható. Később az is nyilvánvalóvá vált, hogy a dolog könnyen kivitelezhető, a keringés azonban egy idő után magától lelassult, és a rendszer ismét instabillá vált. A DIII-D kutatói most rájöttek ennek okára is, amely nem más, mint hogy a plazma felnagyítja az őt tartalmazó mágneses tér apró hibáit.
A kutatásban részt vevő szakemberek rendkívül bizakodóak az eredményekkel kapcsolatban. A DIII-D nagysága mindössze egynyolcada annak a méretnek, ami egy iparilag is használható reaktorhoz szükséges. Egy ilyen, fúziós reaktor a deutérium mellett a hidrogén másik izotópját, a tríciumot is használná az energiatermeléshez. A tudósok egyébként meg vannak győződve arról, hogy kísérleti reaktorban érvényes törvények ugyanúgy működnek majd a nagy reaktorokban is.
A kutatás eredménye újabb érvvel szolgál annak a nemzetközi, kutatókból álló tömörülésnek, amely nemzetközi szinten lobbizik az ITER névre keresztelt, energiatermelő, fúziós reaktor-prototípus megépítéséért. Szerintük a DIII-D csapat módszere nagyon sok haszonnal kecsegtet az ITER program számára.
A tokamak
A Tokamak a szovjetek által kifejlesztett, tórusz alakú fúziós reaktor-típus mára általánossá vált neve. Maga a név az orosz “Toroidálnaja kámera i magnyítnaja katyúska” szavak kezdőbetűiből kialakított betűszó. Az eredeti tokamak-dizájn lényege a tórusz alakú kamra, melyben plazma kering. A plazma sugárirányú terjeszkedését egy függőleges mágneses mező korlátozza, míg keringő mozgását egy tórusszerű mező szabályozza. A tokamakban két elektromágneses mező generálódik: egyiket a nagyenergiájú plazmaáram, a másikat a tórusz körül elhelyezett elektromágneses tekercs-sor indukálja.
A tudósok ezért apró szenzorokkal megmérték ezeket a hibákat, és a kamrába helyezett mágnesekkel, visszacsatolás révén kijavították azokat. Az így tökéletesített mágneses mezőben a plazma keringése nem lassult le, és a kutatók a további kísérletekben az eddig elérhető nyomás kétszeresét is képesek voltak elérni, megnégyszerezve ezzel a fúzió sebességét.
