Nukleáris fúzió: ígéretes energiaforrás károsanyag kibocsátás és nukleáris hulladék nélkül
Megfizethető, bőséges és zöld energia – túl szép, hogy igaz legyen? A mai atomenergia technológiája úgy működik, hogy a nagyobb atomokat kisebbekre hasítják. A nukleáris fúzió épp az ellentéte. Két kisebb atomot egyesítenek.
A fúzió működteti a napot. Hatalmas előnnyel járna, ha fúziós erőművek lennének a Földön:
- Nincs közvetlen CO2-kibocsátás
- Nincs hosszú élettartamú radioaktív hulladék
- Nincs robbanásveszély
A fúzió mindig is a jövő technológiája volt – eddig mindig azt mondják: ‘még mindig 30 évnyire van’ -, de most valódi előrelépés történt.
A bibi az, hogy még a legjobb reaktor is manapság több energiát vesz fel, mint amennyit termel. A bemeneti és a kimeneti energia arányát „Q” -nak nevezzük. Ha Q nagyobb, mint 1, akkor boldogok vagyunk. Ma Q=0,67, de a növekedés megállt.
Olyan közel vagyunk már! De mi akadályoz még mindig?
Ahhoz, hogy az atommagok megérintsék egymást és egyesüljenek, az elektronokat le kell törnünk az atomokról, és a részecskéket jó erősen össze kell nyomni. Ehhez 100.000.000°C hőmérsékletre van szükség. Manapság ez több energiát igényel, mint amennyit kinyerünk belőle – másfélszer annyit.
Kétféle módon lehet ezt a problémát megoldani:
- Nagyobb reaktorokat építeni
- Erősebb mágneseket használni az anyag összetartására
Néha a nagy méret a jó. Gondolj a Tesla Gigafactory-ra – radikálisan olcsóbbá tette az akkumulátorok gyártását. Na a fúzióval nem ez a helyzet.
Az ITER egy nemzetközi tudományos kísérlet, amelynek célja a Q=10 elérése a reaktor méretének növelésével:
Látod az embert, aki a reaktor jobb alsó sarkában lévő emelvényen áll? Az ITER reaktor nagy. Túl nagy….
Az ITER több tíz milliárd dollárba került, és évtizedekig tart az építése.
Erősebb mágnesek, kis reaktorok?
A közelmúltban kifejlesztett „REBCO szupravezető elektromágnesek” lehetővé tették, hogy a mágneses mező erőssége nagyjából megduplázódjon!
Az ITER még továbbra is a régi, gyengébb mágneseket használja. Ezen új mágnesek használata nélkülözhetetlen lépés a Q>1 elérésében, méghozzá gyorsabban és kevesebb pénzért.
Az egyetemek kutatólaboratóriumai, mint például az MIT és más magánvállalatok most azon dolgoznak, hogy az erősebb elektromágneseket beépítsék a fúziós reaktorokba. Az egyik ilyen cég, aki kivált az MIT-ből, azt állítja, hogy 2030-ra eléri a Q=20-at.
Szóval hamarosan lesz fúzió?
Az erősebb mágnesekkel rendelkező reaktorokkal kapcsolatos munka folyamatban van és kulcsfontosságú indikátora lesz a fúziós energia jövőjének. Valószínűleg néhány évig eltart még, amíg egy prototípust megépítenek, és még legalább néhány évet kell várnunk a kereskedelmi dizájnra, de lépésről lépésre egyre közelebb kerülünk.
Az nem annyira érdekes, hogy a fúzió mikor kerül piacra. A technológia még mindig kutatási szakaszban van, így senki sem tudja biztosra mondani. Ami azonban érdekes, hogy előrelépést értünk el egy olyan energiaforrás irányába, ami megfizethető, bőséges és környezetbarát lehet. Amint a fúziós technológia működőképes lesz, még utána is időbe fog telni, amíg elég olcsóvá válik ahhoz, hogy felvegye a versenyt a fosszilis tüzelőanyagokkal és a megújuló energiákkal, és még több idő kell ahhoz is, hogy a gyártás és a reaktorok építése beinduljon.
De az első legfontosabb lépések megtörténtek…
