Simon, Szimonetta, Szimóna, Júdás, Tádé2020. október 28., szerda
Tudomány

Atomfúzió az íróasztalon

2005.04.28.Admin
National Geographic Magyarország

Egy piroelektromos kristály melegítésével, laboratóriumi körülmények között fúziót tudtak létrehozni kaliforniai kutatók. Az atomok egyesítésén alapuló módszer azonban még mindig nem hasznosítható energiatermelésre.

A kaliforniai egyetem, a UCLA három kutatója, B. Naranjo, J. K. Gimzewski és S. Putterman a Nature folyóirat legfrissebb számában tudósítanak arról, hogy sikerült olyan kísérletet végrehajtaniuk, amely szobahőmérsékleten is lehetővé teszi atomok fúzióját, egyesítését. Mindeddig azok a kísérletek, amely ilyen körülmények között zajlottak, később nem voltak reprodukálhatók, megismételhetők, illetve a többi tudós vitatta azok hitelességét. A mostani kaliforniai eljárás viszont ismert fizikai alapokon nyugszik, ezért alighanem közelebb jár a fúziós energiatermelés megvalósításához.

Régóta kutatják a fúziós energiát

A fúziós energia – amely például a hidrogénbomba és a csillagok nagy részének, így a mi Napunknak is az energiáját szolgáltatja – hasznosításán régóta dolgoznak a kutatók. Fúziós körülmények, a Nap belsejének állapotát szimuláló kísérletek már évtizedek óta zajlottak, zajlanak az USA-ban, Angliában, az egykori Szovjetunióban, a mai Oroszországban. Japánban is dolgoznak ezen a kérdésen, csakúgy, mint Franciaországban. Ezek nagy része azonban óriási hőmérsékleten, hatalmas nyomás alatt tartott környezetben próbálják meg az atommagok egyesítéséből származó energiát „kinyerni”. E rendkívül drága kísérletek mellett régi álma a fizikusoknak a „hidegfúzió”, ahol nincs túl nagy nyomás, nem szükséges magas hőmérséklet, és mégis egyesíthetők lennének az atomok.

A tömeg-energia ekvivalencia, az Einstein által felfedezett E=mc2 képlet alapján tudjuk: ha több atomot egyesítnek, és ezek kiinduló tömege nagyobb, mint a keletkezett atomé, akkor az így elveszett tömeg energiává alakul át. Négy hidrogén (H) atomból például egy hélium hozható létre, de a hélium tömege valamivel kisebb, mint a négy hidrogéné. Két deutériumból (D), azaz a hidrogén egyik izotópjából elég azonban kettő is ahhoz, hogy hélium (He) jöjjön létre.

Neutron jelzi a fúziót

A „normál” hidrogén atom egy protont tartalmaz, a deutérium egy protont és egy neutront, a „normál” hélium viszont két protont és két neutront (n), de van két protont és egy neutront tartalmazó (3He) izotópja is. Ha két deutériumot sikerül összeütköztetni, akkor egy 3He hélium-izotóp jöhet létre, amely két protont és egy neutront tartalmaz, és felszabadul egy neutron a „reakció” során. Ezt a neutronsugárzást mérni is lehet, akárcsak a hélium keletkezését is regisztrálni képesek a tudósok. A fúzió szerint tehát D+D-ből jön létre egy 3He+n, plusz energia szabadul fel.

A mostani kísérlet azonban még messze van attól, hogy energiatermelésre közvetlenül felhasználható legyen. Egyelőre több energiát kell befektetni ahhoz, hogy létrejöjjön a fúzió, mint amennyit az atommagok egyesülése létrehoz.

A kaliforniai fizikusok mostani kísérlete során egyébként egy piroelektromos kristályt melegítettek fel, egy deutériummal telített környezetben, „légkörben”. Ez a kísérlet akár egy íróasztalon is elvégezhető, s fúziót képes produkálni. A kristály elektrosztatikus mezője ugyanis a deutériumokat sugárrá alakítja, és ezt a sugarat egy szintén deutériummal dúsított célpontra irányítva, neutronsugárzás jön létre. Ez a sugárzás négyszázszor erősebb a természetes háttérszintnél, vagyis azt bizonyítja, hogy létrejött a fúzió során – amint azt korábban már említettük – a deutériumok egyesülését 3He izotópok és neutronok keletkezése követi.

Csomagvizsgálatra jó lehet a mostani kutatás

A neutronok jelenléte a „D + D > 3He + n plusz energia” jelzésű folyamatokra utal.
Ez a kísérlet energiát nem termel, de hasznosítható olyan célokra, mint a csomagok átvilágítása, tehát nemzetbiztonsági jelentősége van egy hordozható neutrongenerátornak, s az ilyen könnyen alkalmazható eszköz felhasználható az olajkutaknál is – vélekedik az egyik felfedező, Seth Putterman.

Ugyanakkor a mostani eredményektől függetlenül áttörést jelenthetne az ártalmatlan és kontrollált fúzió felhasználása a gyakorlatban. Ha a fúziót energiatermelésre is fel lehetne használni, akkor az megváltoztathatná a globális energiaszektor működését, hiszen az atommagok egyesítése nem produkálna radioaktív szennyezőanyagokat, és légszennyezéssel sem járna.

Hozzászólások

Európa is részt vesz a Hold körüli űrállomás megépítésében

Európa is részt vesz a Hold körüli űrállomás megépítésében

Az Egyesült Államok az Artemis-program keretében egy olyan űrállomást is létre akar hozni a Holdnál, amely támogatni tudja a későbbi missziókat.

Mennyire megbízhatóak Elon Musk műholdjai?

Mennyire megbízhatóak Elon Musk műholdjai?

A SpaceX magánvállalat egyik terve az, hogy Starlink néven egy hatalmas műholdflottát hozzon létre.

Egy angliai kutatás szerint csökken az antitestek mennyisége a fertőzést követően

Egy angliai kutatás szerint csökken az antitestek mennyisége a fertőzést követően

A koronavírus ellen termelt antitestek szintje „egészen gyorsan" csökken a megfertőződést követően - állapították meg brit szakemberek.

Vizet találtak a Hold napsütötte oldalán

Vizet találtak a Hold napsütötte oldalán

A korábbi vizsgálatok csupán a sarkvidékek örök sötétségbe burkolt krátereiben mutatták ki a víz jelenlétét.

Keresőkutyák segítenek a sakálok felkutatásában

Keresőkutyák segítenek a sakálok felkutatásában

A Szent István Egyetem vadbiológusai osztrák és bajor kutatókkal együttműködve, a világon elsőként alkalmaztak keresőkutyákat az aranysakál jelenlétének felderítésére.

National Geographic 2020. októberi címlap

Előfizetés

A nyomtatott magazinra,
12 hónapra

9 960 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 címlap

Hírlevél feliratkozás

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

Kövess minket