Edina, Viktor, Győző2021. február 26., péntek
Tudomány

Áttörés a magfúziós kutatásban

National Geographic Magyarország

Roppant fontos mérföldkövet léptek át egy amerikai kutatólaboratórium tudósai az önfenntartó magfúzió eléréséhez vezető úton: végre sikerült elérni, hogy az irányított fúzió több energiát termeljen, mint amennyit fogyaszt.

A kaliforniai Lawrence Livermore Nemzeti Laboratórium irányított termonukleáris fúziót „begyújtó” szerkezetében (National Ignition Facility, NIF) szeptember végén végzett kísérlet során először sikerült elérni, hogy a fúzió folyamán kiszabadult energia meghaladta az egyesülő atommagok által elfogyasztott energia mennyiségét. A magfúzióban két kisebb atommag egyesül egy nagyobbá. Ha a reakcióban résztvevő elemek könnyebbek a vasnál, akkor a folyamat óriási energia felszabadulással jár, ellenkező esetben energiát kell befektetni. A Nap is – akárcsak a csillagok – fúzió segítségével „működik”: hidrogénatomjai egyesülnek, aminek eredményeként héliumatommagok és hatalmas energia keletkezik. 

A tudósok régóta kísérleteznek a fúziós folyamat hasznosításával, hiszen az korlátlan és olcsó energiaforráshoz juttatná az emberiséget. Ám mindeddig nem tudtak olyan életképes fúziós erőművet létrehozni – még kutatólaboratóriumi körülmények között sem –, amely több energiát termelne, mint amennyit az atommagok egyesülése igényel. A fúziós rendszer gyökeresen eltérne a hagyományos atomerőművektől, amelyek a maghasadás elve alapján működnek. 

A NIF-ben végrehajtott kísérlet most felerősítette a reményeket. A futballpálya-alapterületű, tízemeletes épületben üzemelő berendezés valójában egy százkilencvenkét független óriás lézernyalábból álló rendszer, amely a Napban és a csillagokban lejátszódó termonukleáris folyamatokat hivatott lemásolni, és ezáltal „tiszta” energiát szolgáltatni. A lézernyalábok nehéz hidrogénizotópok parányi gömböcskéjét célozzák meg, hogy beindítsák a termonukleáris reakciót. 

A 3,5 milliárd dolláros kutatóberendezést 2009-ben adták át, méghozzá azzal az eredeti célkitűzéssel, hogy 2012. szeptember 30-ig képes lesz olyan nukleáris fúziót produkálni, amely „nettó” energiát termel. A váratlanul fellépett technikai problémák miatt azonban a határidőt nem sikerült tartani, és a fúziós energia-kibocsátás alatta maradt a matematikai modellekben beharangozott szintnek. Az ok részben az volt, hogy a rendszer hiányosságai miatt a bevitt energia nem jutott el teljes egészében a nukleáris fűtőanyaghoz a lézernyalábokon keresztül.

Szakemberek a NIF által bejelentett sikert az utóbbi évek legjelentősebb érdemi eredményének tekintik a magfúziós kutatásokban, amely megadhatja a végső lökést az áttöréshez, az önfenntartó fúzió „beindításához”: ez akkor valósul majd meg, ha a folyamat során legalább annyi energia szabadul fel, mint a lézernyalábok által szolgáltatott energia.

A termonukleáris fúzió során a hidrogén két nehézizotópja, a deutérium és tricium magjainak egyesülésekor héliumatommag képződik. Amikor ezek az izotópok magas hőmérsékleten egyesülnek, a tömegük egy kis része elvész, viszont óriási mennyiségű energia szabadul fel. Természetes körülmények között termonukleáris fúzió a csillagok belsejében zajlik, ahol az óriási gravitációs nyomás teremt kedvező feltételeket a 10 millió Celsius-fokon zajló folyamat számára. A Földön a jóval kisebb nyomás mellett a fúzió létrehozásához lényegesen magasabb hőmérsékletet, 100 millió fokot kell biztosítani. A NIF-ben a szélsőséges hőmérsékletet lézernyalábokkal hozzák létre, amelyek 1,8 megajoule energiával veszik célba a hidrogén nehézizotópjait.

Forrás: MTI / BBC News

Hozzászólások

A pollenallergia-szezon is átalakul a klímaváltozás miatt

A pollenallergia-szezon is átalakul a klímaváltozás miatt

Egy friss kutatás szerint többféle módon is meghosszabbítja a pollenallergia-szezont a klímaváltozás.

Óriási mennyiségű tudományos publikáció készült az új koronavírusról

Óriási mennyiségű tudományos publikáció készült az új koronavírusról

Több mint 87 ezer tudományos kutatást tettek közzé világszerte tudósok az új koronavírusról a járvány kezdete és 2020 októbere között egy amerikai-kínai elemzés szerint.

Vörös lámpások az éjjeli lepkékért

Vörös lámpások az éjjeli lepkékért

Egy friss kutatás szerint a vörös fény serkenti az éjjeli lepkék szaporodását, ez az ismeret pedig a védelmükhöz nyújt segítséget.

Fontos, hogy erősítsük légzőizmainkat!

Fontos, hogy erősítsük légzőizmainkat!

A tüdő gyulladásos megbetegedése esetében fontos, hogy jól működő légzőizmaink legyenek, ezekkel tudunk ugyanis mély be- és kilégzést végezni vagy erőteljesen köhögni.

Tinédzserek fedeztek fel egy izgalmas bolygórendszert

Tinédzserek fedeztek fel egy izgalmas bolygórendszert

A négy exobolygó csillagászati szempontból közel, 200 fényévre található.

National Geographic 2021. februári 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 címlapNational Geographic 2020. decemberi címlapNational Geographic 2021. januári címlapNational Geographic 2021. februári címlap

Hírlevél feliratkozás

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

Kövess minket