A fúziós energiatermelést szupravezető mágnesek állítják pályára

G7 Beszélgetések

A fúziós energiával kapcsolatban rendre megjelennek vad jóslatok, az áramtermelést néhány éven belül forradalmasító startup ötletek. Ezeknek nem érdemes hinni, de valóban jelentős a fejlődés a területen. A Franciaországban épülő Nemzetközi Kísérleti Termonukleáris Reaktor (ITER) a jelenlegi tervek szerint a 2030-as években lesz képes pozitív energiamérleget felmutatni, de elektromos áramot még ez sem fog termelni – mondta el a G7 Podcast vendégeként Pokol Gergő, a BME Nukleáris Technika Tanszékének egyetemi docense, Magyar Nukleáris Társaság elnöke.

https://g7.hu/uploads/2023/10/10_14_pokol.mp3

Addig még azonban számos nehézséget le kell küzdeni, részeredmények azonban világszerte vannak. A Lawrence Livermore National Laboratoryban az Egyesült Államokban tavaly például elérték már, hogy a hidrogén izotópjaiból álló plazma fúziója során több energiát termelt, mint amit a plazma fűtésére fordítottak.

Az amerikai kísérletekben mikrorobbantásokat hoztak létre, ami leginkább a plazma nehezen modellezhető működésének leírásához fontos. A fő eredmény az volt, hogy már jól tudták előrejelezni, hogy mi is fog lezajlani. A kutatásokat alapvetően a hadsereg fizette – hiszen így a hidrogénbombák működése, az azokat leíró modellek is biztonságosan, káros sugárzások nélkül tesztelhetők.

A mikrorobbantásos fúziós kutatások egyik fő kihívása a méret: ezért az amerikai kísérlet egyik nagy előrelépése az volt, hogy egy kis kapszulányi anyaggal sikerült az összenyomást elvégezni, ami után egyesültek a hidrogén izotópok és héliummá álltak össze, illetve energiát szabadítanak fel.

Olyan a dolog fizikája, hogy nagyban sokkal könnyebb megcsinálni egy ilyen robbantást, mint kicsiben. Ahhoz, hogy kicsiben legyen esélyünk arra, hogy pozitív energiamérleg kijöjjön, a kapszulát össze kell nyomni a folyékony sűrűségének ezerszeresére.

– magyarázta Pokol Gergő.

A fúziós kutatások különlegessége, hogy már az 1950-es évektől nemzetközi összefogás jellemezte, a hidegháború ellenére is. Az ITER építéséről még 1985-ben Ronald Regen és a Mikhail Gorbacsov állapodtak meg.

Az ITER az európai es nemzetközi kutatásokon alapul, és egy fánk, azaz tórusz alakú térben erős mágneses térrel a helyén tartott plazmán alapszik a technológia. Minél erősebbek a mágnesek, annál kisebbre lehet építeni a tóruszt – ezek terén pedig jelentős fejlődés volt az elmúlt időszakban. A mai napig legnagyobb tórusz az európai összefogásban épült, Angliában található JET (Joint European Torus). Ebben réztekercseket használnak az erős mágneses tér fenntartására, amivel a több százmillió °C-os plazmát a helyén lehet tartani.

Mindehhez 500 MW-nyi áramra van szükség, ami körülbelül másfél nagyságrenddel nagyobb, mint amit a plazma fűtésére fordítanak. Ráadásul olyan óriási hőterhelése van a nagy áramfogyasztásnak, hogy csak 10 másodpercig tud a berendezés működni.

Ma már alkalmaznak nióbium-titán szupravezetőket is – ezekkel még erősebb mágneses teret létrehozni, csakhogy ehhez ezeket az abszolút zéró közepébe, környékére kell lehűteni, amiket folyékony héliummal kell hűteni – ez pedig igen költséges.

A Naprendszer legforróbb közegétől egy pár méterre ott kell lennie az abszolút nulla fok közelében kicsivel lévő, az űr hidegével versengő tekercsnek

– hozott példát a kihívás összetettségére Pokol Gergő.

A magas hőmérsékelű szupravezetők megjelenése nagyot tud ezen változtatni, ezeket már „csak” 80 Kelvinig, azaz -190 °C környékére kell lehűteni.

A fúziós technológiák abban is segítettek, hogy léterjöjjön a LIDAR technológia. A szupravezetők fejlesztése pedig azért érdekes, mert ezeknek számos más területen is fontos felhasználása lehet.

Fizikusként nagyon szkeptikus vagyok a startupok nagyrészével kapcsolatban. Körülbelül 40 startupról tudok, (…) 30 olyan koncepció, amit korábban már vizsgáltak és elvetették.

– emelte ki Pokol Gergő.

Ezek a startup cégek hajlamosak nehezen hihető ígéretekre a befektetők meggyőzése érdekében. Azonban vannak olyan startupok is, amik nagyon ígéretes technológiákkal foglalkoznak, különösen a szupravezető technológiák fejlesztése kapcsán.

A műsorban ezen kívül az is szóba került, hogy:

• milyen műszaki kihívásokkal szembesültek az ITER építése során
• miben működnek közre a magyar kutatók a fúziós energiában, milyen területre specializálódtak,
• milyen kihívást jelent a hazai kutatói és egyetemi oktatói rendszer egyre égetőbb forráshiánya, mennyire van esély Magyarországon tartani a tehetséges fiatalokat,
• Látható-e nyoma annak, hogy a magyarországi nukleáris tervekhez megfelelő mennyiségű szakember képzése megoldható lesz-e.

Kapcsolódó cikkKapcsolódó cikkA pacsirták fele eltűnt, a tujáknak befellegzett, de már itt a kaktusz és a tigrisszúnyogAz agrártámogatási rendszer sajátosságai miatt fasorok és mezsgyék tűntek el, mert a gazdák területalapon kapják a támogatást. A Podcast vendége Báldi András kutatóprofesszor.

Kapcsolódó cikkKapcsolódó cikkA lakosok vagy a politikusok érdekét szolgálja valójában a nemzeti konzultáció és a Budapesti Lakógyűlés?Ha átlátható és jól szabályozott demokratikus innovációkkal próbálkoznak a politikusok, mélyülhet a demokrácia - mondta Oross Dániel, a téma kutatója a G7 Podcastban.

Kapcsolódó cikkKapcsolódó cikkAz államnak is megérné felpörgetni az itthoni ingatlanfelújításokatAz energiaválság miatt számos ország kapcsolt rá az épületfelújításokra, amellyel a földgázfüggőséget is csökkenteni lehet. De mi a helyzet ezzel itthon? G7 Podcast!

Kapcsolódó cikkKapcsolódó cikkSok ezer milliárdos bevételhez jut a legnagyobb magyar cég a monopolizált hulladékpiaconA koncessziós eljárás lezárása után módosított szabályokkal az addig veszteségesnek látszó üzletet valószínűleg aranybányává tette a kormány a Molnak.

Kapcsolódó cikkKapcsolódó cikkNem lesz olyan magyar munkahely az autóiparban, amit érintetlenül hagy a zöld átmenetHabár az európai járműipar már tud eredményeket felmutatni, jelentős egyenlőtlenségeket hordoz magában az elektromobilitásra való átállás. Galgóczi Béla a G7 Podcast vendége.

Kapcsolódó cikkKapcsolódó cikkTermálvizes távfűtéssel érdemben csökkenthető lenne a hazai gázfelhasználásJobb állami szabályozással és alacsony kockázatú beruházásukkal olcsóbb is lehetne a távfűtés hosszú távon.

Kapcsolódó cikkKapcsolódó cikkOrbán csak szavakban bontja, intézkedéseivel inkább csak átalakítja a magyar jóléti államotMi a közös és mi az eltérő az illiberális országok szociálpolitikájában és családpolitikájában? A G7 Podcast e heti adásában a téma kutatójával, Szikra Dorottyával beszélgettünk.

Kapcsolódó cikkKapcsolódó cikkDübörög a magyar újraiparosítás, mégis sorra kerülnek be szolgáltató szektorok a húzóágazataink közéMagyarország megtartotta a 2010-es években a járműipari specializációját, de eközben nagy változások voltak a húzóágazataink összetételében. G7 Podcast!

The post A fúziós energiatermelést szupravezető mágnesek állítják pályára first appeared on G7 - Gazdasági sztorik érthetően.