Vilma, Ünige, Csaba2020. december 05., szombat
Tudomány

Ki építheti meg a világ energiaproblémáit megoldó reaktort?

2004.11.29.Admin
National Geographic Magyarország

Az Európai Unió ultimátumot adott Japánnak: a 25 tagállam kutatási miniszterei bejelentették, hogy az EU kész egyedül is belevágni az áramtermelés jövője szempontjából kulcsfontosságú kísérleti termonukleáris reaktor (ITER) felépítésébe, ha nem születik megállapodás a helyszínért versengő Franciaország és Japán között.

Az ITER felépítése óriási összegekbe (30 év alatt 10 milliárd euróba) kerül majd, így a terv kivitelezésére nemzetközi konzorcium jött létre az EU, az Egyesült Államok, Oroszország, Kína, Japán és Dél-Korea részvételével. Hosszas tárgyalások nyomán a lehetőségek két helyszínre szűkültek (egy franciaországira és egy japánra), ezek között azonban a két héttel ezelőtti, legutóbbi bécsi tárgyalási fordulón sem sikerült dönteni, pedig az Európai Unió már közel érezte a győzelmet, s kissé elsietve be is jelentette azt.

Óriási gazdasági előny

A franciaországi helyszínt az EU mellett Oroszország és Kína támogatja, a Japánban lévőt pedig az Egyesült Államok és Dél-Korea. Az EU már a sikertelen bécsi tárgyalások után jelezte, hogy ha kell, egyedül, pontosabban az őt támogató partnerekkel közösen is megépíti a reaktort, s most ezt az álláspontot hagyta jóvá hivatalosan a 25 tagállam. Azonban jelezték: továbbra is jobban szeretnék, ha közös megállapodás születne, ezért egyelőre folytatják a tárgyalásokat, s Japánnak ellentételezést ajánlanak.

(Bár határidők nem szerepelnek a kiadott közleményben, EU-források szerint Brüsszel azt szeretné, ha még ebben az évben megszületne a politikai megállapodás a franciaországi helyszínről, s a japánokkal létrehozandó különleges partneri viszonyról – a részletes egyezményt pedig 2005 közepéig írnák alá.)

Japán részről pénteken sajnálkozással reagáltak az újabb fejleményre, bírálták az EU magatartását, s jelezték, hogy a tárgyalások befejezésére szerintük nincs semmiféle határidő. Az EU fenyegetésének megvalósulása egyébként attól függ, hogy a tagállamok hajlandóak lesznek-e mélyebben a zsebükbe nyúlni: ha ugyanis Japán (s mondjuk az őt támogató Egyesült Államok és Dél-Korea) nélkül akarja felépíteni és üzemeltetni az ITER-t, akkor bizonyosan nem tartható a jelenlegi terv, hogy a felépítés költségeinek csak 40 százalékát állnák a huszonötök.

A reaktor felépítési helyszínének megszerzése óriási gazdasági előnyöket jelent az adott országnak – nem véletlen, hogy ilyen nagy versenyfutás folyt érte. Az ITER létrehozására és működtetésére a résztvevő országok 30 év alatt 10 milliárd eurót szánnak, az építkezés helyszínén több ezren dolgoznak majd, a működtetés pedig ezer tudós, mérnök, adminisztratív dolgozó számára teremt munkahelyet. A Nemzetközi Űrállomás megépítése óta ez a legnagyobb nemzetközi kutatási együttműködés.

Csillag a Földön

A Napunk magjában zajló fúzió hatására négy proton héliumatom-maggá – két protonná és két neutronná – áll össze, s közben egyéb részecskék mellett rengeteg energia keletkezik. A fúzió fenntartásához iszonyú hőmérséklet és nyomás szükséges. Napunk percenként 700 millió tonnányi hidrogént alakít át héliummá.

A Nap sugárzásának energiáját adó folyamatot a Földön is elő lehet állítani, persze nem azonos körülmények között. Csillagunkban ugyanis 15 millió fokos hőmérsékleten és százezer atmoszférás nyomáson megy végbe a magfúzió, bolygónkon azonban a százezer atmoszférás nyomás megvalósíthatatlannak tűnik, ezért a tudósok magasabb hőmérsékleten, 100 millió Celsius fok felett igyekeznek a kísérleteket végrehajtani.

A földi „projekt” a Napban lejátszódó folyamatoktól eltér abban is, hogy a mérnöki kísérletek során nem egyszerű hidrogént, hanem a nehézvízben megtalálható deutériumot és a lítiumból előállítható tríciumot is használnak a tudósok. A deutérium és a trícium kémiai tulajdonságai megegyeznek a hidrogénnel, az eltérés ”csupán” annyi, hogy deutériumból elegendő kettőt egyesíteni ahhoz, hogy héliumot kapjunk a fúziós reaktorban, a trícium pedig egy hidrogénatommal együtt alkothat hélium magot. (A hélium atom magjában két proton és két neutron található. A normál hidrogén atom magja egyetlen protonból áll mindössze, a deutériumban egy proton és egy neutron található, a trícium magja egy protont és két neutront foglal magában.)

Termonukleáris erőmű versus atomerőmű

Egy termonukleáris erőműnek két nagy előnye is van az atomerőművekkel szemben: egyrészt a szükséges alapanyagokból (a hidrogén különböző izotópjaiból) rengeteg van, illetve egyszerűen előállíthatók -, másrészt ez a módszer sokkal kisebb radioaktivitást hoz létre, s az is gyorsabban lebomlik, mint a hagyományos atomhasadási folyamat.

A fúziós reaktornak egyedülálló tulajdonsága továbbá, hogy minimális mennyiségű üzemanyagból hatalmas mennyiségű energiát állít elő. Magyarország egész évi villamosenergia-szükségletét például néhány száz kilogramm fúziós üzemanyaggal fedezni lehetne. Az energiaforrás üzemanyaga egyszerű vízből kivonható, és a Föld vizeiben évmilliókig elegendő mennyiségben megtalálható. Nem termel szennyező anyagokat, és más formában sem veszélyes környezetére.

Mágneses tartályba zárt szuperforró plazma

A fúziós reaktorok előkészítésére már számos kísérlet zajlik a világban: Angliában például az Oxford közelében lévő Culham Tudományos Központban a szakemberek a Mega Amp Spherical Tokomak (Mast) projekten dolgoznak. A tokomak egy mágneses tartály, amelyben a magfúzió végbemegy. A fúzióhoz több millió fokos hőmérsékletet kell előállítani, a tokomak pedig ezt a szuperforró plazmát tartalmazza, amelyben a hidrogént olyan hőfokra melegítik fel, hogy héliummá egyesüljenek a benne lévő atomok. A világ legnagyobb tokomakja a JET, vagyis a Joint European Torus, szintén Culhamban található.

A tokomak feltalálói egyébként oroszok voltak, s a szerkezet lényege az, hogy benne két mágneses mező tartja fogva a plazmát. Egyéb módon nem lehetne a több millió fokos hőmérsékletű gázokat megtartani, „csapdába csalni”, hiszen ilyen hőfokon már nincsenek szilárd anyagok.

Az eddigi fúziós kísérletek során egyelőre több energiát használtak fel, mint amennyi a fúzió révén keletkezett. Az ITER-nek sem az áramtermelés lesz a feladata, hanem az, hogy bebizonyítsa: a technikai akadályok nem csak laboratóriumi körülmények között, hanem nagyüzemi méretekben is leküzdhetők, s így az atomerőműveket felválthatják a termonukleáris reaktorok, megindulhat a fúziós energiatermelés korszaka.

Hozzászólások

Elkészült a Tejútrendszer eddigi legrészletesebb katalógusa

Elkészült a Tejútrendszer eddigi legrészletesebb katalógusa

Közel 2 milliárd csillag szerepel a Gaia űrtávcső segítségével elkészített katalógusban.

Magyarországi koronavírus-változatok genetikai feltérképezését végezték el a kutatók

Magyarországi koronavírus-változatok genetikai feltérképezését végezték el a kutatók

A SARS-CoV-2 vírus 273 Magyarországon is terjedő változatának genetikai feltérképezését végezték el a kutatók.

Magáncégek segítik a NASA-t a holdminták begyűjtésében

Magáncégek segítik a NASA-t a holdminták begyűjtésében

A különleges projekttel a NASA precedenst akar teremteni.

Rég elpusztult csillagokra bukkantak

Rég elpusztult csillagokra bukkantak

Nagyon ősi szupernóvák maradványait észlelték, a szakértők szerint a ritka környezet segíthette az objektumok fennmaradását.

Az egyik legfontosabb idegtudományi díj 2020-as kitüntetettje: Buzsáki György

Az egyik legfontosabb idegtudományi díj 2020-as kitüntetettje: Buzsáki György

Buzsáki György agykutatót, a New York-i Egyetem Biggs-

National Geographic 2020. novemberi címlap

Előfizetés

A nyomtatott magazinra,
12 hónapra

11 160 Ft

Korábbi számok

National Geographic 2010. januári címlapNational Geographic 2010. februári címlapNational Geographic 2010. márciusi címlapNational Geographic 2010. áprilisi címlapNational Geographic 2010. májusi címlapNational Geographic 2010. júniusi címlapNational Geographic 2010. júliusi címlapNational Geographic 2010. augusztusi címlapNational Geographic 2010. szeptemberi címlapNational Geographic 2010. októberi címlapNational Geographic 2010. novemberi címlapNational Geographic 2010. decemberi címlapNational Geographic 2011. januári címlapNational Geographic 2011. februári címlapNational Geographic 2011. márciusi címlapNational Geographic 2011. áprilisi címlapNational Geographic 2011. májusi címlapNational Geographic 2011. júniusi címlapNational Geographic 2011. júliusi címlapNational Geographic 2011. augusztusi címlapNational Geographic 2011. szeptemberi címlapNational Geographic 2011. októberi címlapNational Geographic 2011. novemberi címlapNational Geographic 2011. decemberi címlapNational Geographic 2012. januári címlapNational Geographic 2012. februári címlapNational Geographic 2012. márciusi címlapNational Geographic 2012. áprilisi címlapNational Geographic 2012. májusi címlapNational Geographic 2012. júniusi címlapNational Geographic 2012. júliusi címlapNational Geographic 2012. augusztusi címlapNational Geographic 2012. szeptemberi címlapNational Geographic 2012. októberi címlapNational Geographic 2012. novemberi címlapNational Geographic 2012. decemberi címlapNational Geographic 2013. januári címlapNational Geographic 2013. februári címlapNational Geographic 2013. márciusi címlapNational Geographic 2013. áprilisi címlapNational Geographic 2013. májusi címlapNational Geographic 2013. júniusi címlapNational Geographic 2013. júliusi címlapNational Geographic 2013. augusztusi címlapNational Geographic 2013. szeptemberi címlapNational Geographic 2013. októberi címlapNational Geographic 2013. novemberi címlapNational Geographic 2013. decemberi címlapNational Geographic 2014. januári címlapNational Geographic 2014. februári címlapNational Geographic 2014. márciusi címlapNational Geographic 2014. áprilisi címlapNational Geographic 2014. májusi címlapNational Geographic 2014. júniusi címlapNational Geographic 2014. júliusi címlapNational Geographic 2014. augusztusi címlapNational Geographic 2014. szeptemberi címlapNational Geographic 2014. októberi címlapNational Geographic 2014. novemberi címlapNational Geographic 2014. decemberi címlapNational Geographic 2015. januári címlapNational Geographic 2015. februári címlapNational Geographic 2015. márciusi címlapNational Geographic 2015. áprilisi címlapNational Geographic 2015. májusi címlapNational Geographic 2015. júniusi címlapNational Geographic 2015. júliusi címlapNational Geographic 2015. augusztusi címlapNational Geographic 2015. szeptemberi címlapNational Geographic 2015. októberi címlapNational Geographic 2015. novemberi címlapNational Geographic 2015. decemberi címlapNational Geographic 2016. januári címlapNational Geographic 2016. februári címlapNational Geographic 2016. márciusi címlapNational Geographic 2016. áprilisi címlapNational Geographic 2016. májusi címlapNational Geographic 2016. júniusi címlapNational Geographic 2016. júliusi címlapNational Geographic 2016. augusztusi címlapNational Geographic 2016. szeptemberi címlapNational Geographic 2016. októberi címlapNational Geographic 2016. novemberi címlapNational Geographic 2016. decemberi címlapNational Geographic 2017. januári címlapNational Geographic 2017. februári címlapNational Geographic 2017. márciusi címlapNational Geographic 2017. áprilisi címlapNational Geographic 2017. májusi címlapNational Geographic 2017. júniusi címlapNational Geographic 2017. júliusi címlapNational Geographic 2017. augusztusi címlapNational Geographic 2017. szeptemberi címlapNational Geographic 2017. októberi címlapNational Geographic 2017. novemberi címlapNational Geographic 2017. decemberi címlapNational Geographic 2018. januári címlapNational Geographic 2018. februári címlapNational Geographic 2018. márciusi címlapNational Geographic 2018. áprilisi címlapNational Geographic 2018. májusi címlapNational Geographic 2018. júniusi címlapNational Geographic 2018. júliusi címlapNational Geographic 2018. augusztusi címlapNational Geographic 2018. szeptemberi címlapNational Geographic 2018. októberi címlapNational Geographic 2018. novemberi címlapNational Geographic 2018. decemberi címlapNational Geographic 2019. januári címlapNational Geographic 2019. februári címlapNational Geographic 2019. márciusi címlapNational Geographic 2019. áprilisi címlapNational Geographic 2019. májusi címlapNational Geographic 2019. júniusi címlapNational Geographic 2019. júliusi címlapNational Geographic 2019. augusztusi címlapNational Geographic 2019. szeptemberi címlapNational Geographic 2019. októberi címlapNational Geographic 2019. novemberi címlapNational Geographic 2019. decemberi címlapNational Geographic 2020. januári címlapNational Geographic 2020. februári címlapNational Geographic 2020. márciusi címlapNational Geographic 2020. áprilisi címlapNational Geographic 2020. májusi címlapNational Geographic 2020. júniusi címlapNational Geographic 2020. júliusi címlapNational Geographic 2020. augusztusi címlapNational Geographic 2020. szeptemberi címlapNational Geographic 2020. októberi címlapNational Geographic 2020. novemberi címlap

Hírlevél feliratkozás

Kérjük, erősítsd meg a feliratkozásod az e-mailben kapott linkre kattintva!

Kövess minket