Óriási áttörés: működésbe lépett a világ legnagyobb fúziós reaktora
A most aktivált JT-60SA tokamak a Franciaországban épülő óriási fúziós reaktornak, az ITER-nek is segít majd bebizonyítani, hogy a fúzió több energiát képes termelni, mint amennyit fogyaszt.
Japán sikeresen működésbe hozta új fúziós reaktorát, a JT-60SA-t, amely szupravezető mágneseket használ a forró plazma fánk alakú kamrában való elkülönítéséhez. A reaktor, amely a világ legnagyobb és legkorszerűbb fúziós reaktora, a fúziós energia fizikájának tanulmányozására, illetve a franciaországi ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) nemzetközi projekt támogatására szolgál. Az első plazmát 2023. október 26-án, több mint 15 évnyi építési és tesztelési munka után gyújtották be.
A JT-60SA 200 millió Celsius-fokra képes felhevíteni a plazmát
A reaktort úgy tervezték, hogy a plazmát 200 millió Celsius-fokra hevítse, és körülbelül 100 másodpercig tartsa fenn ezt a hőmérsékletet, ami sokkal hosszabb idő, mint a korábbi nagy tokamakoké. Ez lehetővé teszi a kutatók számára, hogy megvizsgálják, hogyan lehet szabályozni és optimalizálni a plazma stabilitását.
A JT-60SA segíteni fogja az ITER-t, a Franciaországban épülő óriási nemzetközi fúziós reaktort is, hogy bebizonyítsa, a fúzió több energiát képes termelni, mint amennyit fogyaszt. Az ITER olyan tapasztalatokra és technológiákra fog támaszkodni, amelyeket először a JT-60SA-ban fognak tesztelni.
Cserébe azért, hogy Franciaország adjon otthont az ITER-nek, a világ legnagyobb fúziós kísérletének, Japán lehetőséget kapott a JT-60SA és két másik kisebb fúziós létesítmény megépítésére. Ez része volt a Japán és az EU között 2007-ben létrejött megállapodásnak, amelynek keretében Japán régi, az 1980-as évek közepe óta működő JT-60-as reaktorát is korszerűsítették.
A JT-60SA egyébként a “superadvanced”, azaz „szuper fejlett” rövidítése, és körülbelül fele olyan magas, mint az ITER. 135 köbméter plazma befogadására képes, ami egyhatoda annak, amit az ITER képes kezelni.
Súlyos probléma merült fel a tesztelés során
A Science.org szerint a reaktor megépítése több mint 15 évet vett igénybe, ami jóval hosszabb idő, mint ahogy eredetileg tervezték. A JT-60SA ugyanis a tervek szerint már 2016-ban megkezdte volna működését, de számos kihívással kellett szembenéznie. Át kellett tervezni, beszerzési problémákat kellett megoldani, és helyre kellett hozni a 2011. márciusi tóhokui földrengés okozta károkat.
Aztán 2021 márciusában súlyos probléma merült fel a tesztelés során. Az egyik szupravezető mágnestekercs kábelében rövidzárlat keletkezett, ami megrongálta az elektromos csatlakozásokat, és héliumszivárgást okozott, ami hatással lehetett a hűtőrendszerekre. Az áramkörben lévő feszültség ekkor minimális volt. “Sokkal rosszabb is lehetett volna, ha nagyobb a feszültség. Szerencsénk volt.” – mondta Hiroshi Shirai, aki a QST projekt vezetője. A JT-60SA csapatának több mint 100 elektromos csatlakozás szigetelését kellett kijavítania, ami két és fél évig tartott. Az eset az ITER mérnökeit is óvatosabbá tette a tekercsek tesztelésével kapcsolatban.
A JT-60SA-nak egyébként a méreten kívül egy hátránya van az ITER-hez képest: csak hidrogént és annak deutérium izotópját használja, nem pedig tríciumot, a hidrogén radioaktív formáját, amely nagyobb teljesítményű, viszont jóval drágább is. Az ITER 2035-től várhatóan a két izotóp kombinációját, deutérium-tríciumot fog használni.
Érdemes megemlíteni, hogy Japán 2050-ig tervezi megépíteni a DEMO-t, egy olyan fúziós reaktort, amely áthidalná a JT-60SA és az ITER kutatásai, illetve a fúziós energia kereskedelmi hasznosítása közötti szakadékot.
