Fúziós energia: rekordot értek el Oxfordban

Az Energiatudományi Kutatóközpont (EK) részvételével zajló EUROfusion konzorcium kutatóinak és mérnökeinek fenntartható fúziós körülményekkel 59 megajoule energiát sikerült felszabadítaniuk a világ egyik vezető fúziós berendezésében, az oxfordi Joint European Torusban (JET) végzett kísérleteik során.

E mérföldkőnek számító eredmény jól mutatja a fúzióban rejlő békés célú energiatermelési lehetőségeket. A mostani rekord annak a kísérletsorozatnak a keretében született, amelynek célja több mint két évtized fúziós kutatási eredményeinek tesztelése, valamint a világ legnagyobb kísérleti fúziós berendezéséhez, az ITER-hez kapcsolódó nemzetközi projekt optimális indulására való felkészülés. Az eredmények teljes mértékben megfelelnek az előrejelzéseknek, és egyben megerősítik az ITER tervezési alapjait. Az Egyesült Királyság Atomenergia Hatósága (UKAEA), az EUROfusion és az ITER képviselői a 2022. február 9-én megtartott hibrid sajtóeseményen vitatták meg a JET rekordkísérleteinek eredményeit.

A most bejelentett rekord az elmúlt évek eredményeinek fényében is kiemelkedő, látványos példája a biztonságos, fenntartható és alacsony szén-dioxid-kibocsátással járó fúziós energiatermelésben rejlő lehetőségeknek. Az EUROfusion konzorcium tagjai öt másodperc alatt rekordmennyiségű, 59 megajoule fúziós energiát szabadítottak fel a JET berendezésben, amely a kísérlet során átlagosan körülbelül 11 megawatt fúziós teljesítményt – azaz másodpercenként 11 megajoule energiát – ért el fenntartható körülmények között. Az Európai Bizottság társfinanszírozásával megvalósuló projektben 4800 szakértő, diák és munkatárs vesz részt egész Európából.

A JET a világ legnagyobb – és az egyetlen valós fúziós üzemanyaggal működni képes – tokamak berendezése, amely az UKAEA oxfordi telephelyén található. Itt sikerült most a kutatóknak az 1997-es 21,7 megajoule-os fúziós rekordot több mint a kétszeresére növelve megdönteniük. A rekord annak az EUROfusion által tervezett kísérletsorozatnak a keretében született, amelynek célja több mint két évtized fúziós kutatási eredményeinek tesztelése, valamint a nemzetközi ITER-projekt optimális indulására való felkészülés.

Az eredmény és a hozzá kapcsolódó kísérleti adatok és technológiák meghatározók a Dél-Franciaországban épülő ITER jövőbeli sikere szempontjából is. Az ITER kísérleti berendezés Dél-Korea, az Európai Unió, India, Japán, Kína, Oroszország és az USA között született nemzetközi együttműködés eredménye, amely mind méretében, mind fejlettségében túlmutat a JET-en. A tudományos kutatómunka mellett az ITER elsődleges célja a fúziós energiatermelés technológiai megvalósíthatóságának demonstrálása. Az energiatermelés szén-dioxid-mentesítése elengedhetetlen az éghajlatváltozás hatásainak csökkentéséhez. A fúzió mint biztonságos, hatékony, valamint alacsony szén-dioxid-kibocsátású energiaforrás hosszú távon jelentős szerepet játszhat ebben a folyamatban, amelynek fontos mérföldköve a mostani bejelentés.

„A közel ipari léptékű teljesítményszinten hosszan fenntartott deutérium-trícium fúzió jelentős megerősítést jelent a fúziós kutatások világméretű küldetésében részt vevő szakemberek számára. A JET-en elért eredmények igazolják, hogy az ITER-kísérlettel jó úton haladunk a fúziós energiatermelés megvalósítása felé” – mondta Bernard Bigot, az ITER főigazgatója.

„A fúziós energiatermelés a kutatók sok évtizedes álma, amelyet a magyar származású Teller Ede az elsők között javasolt. Már a kezdeteknél világos volt, hogy a feladat bonyolult, de a technológiai és elméleti fejlődés töretlen maradt. Az 1970-es évekre kiderült, hogy nagy és bonyolult berendezésekre lesz szükség, amelyeket csak széles nemzetközi együttműködésben lehet megalkotni. Erre a legfontosabb példa az Európai Unió támogatásával épített és többek között magyar részvétellel is üzemeltetett JET berendezés. A mostani eredmény a magyar fúziós kutatóközösség számára is megerősítés arról, hogy érdemes az ITER berendezésbe fektetett hazai munkát fokozni” – emelte ki Zoletnik Sándor, az EK Fúziós Plazmafizika Laboratóriumának vezetője.

Az EK több laboratóriuma, elsősorban a Fúziós Plazmafizika Laboratórium és a Fúziós Technológia Laboratórium is részt vesz a világ fúziós kutatási projektjeiben, köztük a JET-ben is, így többek között az Egyesült Királyságban, Németországban, Csehországban, Japánban, Kínában és Dél-Koreában is együttműködéseket alakítottak ki. Az EK kutatói fejlesztik például az ITER berendezés egyik biztonságvédelmi rendszerét. A JET plazma szélén a sűrűséget egy magyar-angol kutatócsoport méri lítiumatomok belövésével. Ebben a mérési módszerben az EK Fúziós Plazmafizikai Laboratóriumának kutatói elismerten a legjobb szakértők a világon. Saját fejlesztésű mérőeszközeiket a JET mellett a világ több nagy fúziós berendezésére is megépítették.