Áttörés: küszöbön a fúziós energia?
A tudomány nagy álma a fúziós energia hasznosítása: ez az energiaforrás minden ismertnél erősebb, ráadásul semmi szennyező hatása nincs. Egy kaliforniai tudóscsoport most minden eddiginél közelebb került a felhasználható fúziós energia előállításához!
Február 12-én érkezett a hír: kutatóknak sikerült több energiát kivenni egy kísérletből, mint amennyit beletápláltak, azaz már így is nyereséges volt – emellett egy olyan folyamat indult be benne, amely tovább fokozva önfenntartó reakcióhoz, azaz a fúzió beizzításához vezet.
Omar Hurricane, a Lawrence Livermore Laboratory nukleáris folyamatokkal foglalkozó fizikusa, a kutatás vezetője elmondta: ennyire közel még senki sem jutott a fúzió felhasználható beindításához.
Azért sietve hozzátette, hogy nem kell félni attól, hogy felrobbantják Kaliforniát vagy a hétvégén fúziós erőművet építenek és minden erőmű bezár, több ezer munkanélkülit az utcára eresztve – maga a tényleges erőmű még azért messze van, de immár van ötletünk, hogy mit is kéne csinálni, hogy mielőbb valósággá válhasson.
A tudomány már nagyon rég óta igyekszik a két atom fúziójából származó kvázi végtelen energia forrását megtalálni. A fizikusok között azonban van egy vicc, hogy a fúziós energia már csak harminc évre van tőlünk – ahogy harminc éve is volt. Azaz, bár a kísérlet hatalmas áttörés volt, nem kell jövő szerdára várni az első erőmű megnyitását.
Két atom fúziója csak rendkívül extrém körülmények között tud megvalósulni – például csillagok magjában. Itt a Földön viszonylag nehéz lenne az ottani körülményeket leutánozni, a forralás mégis működőképesnek tűnik, amihez viszont diszkrét 100 millió Celsius fokot kellene csak elérni… és emellett kellene legyőzni az atomok meglepően combos egymásra való taszító hatását.
Ahhoz, hogy élhető energiaforrás legyen, a fúziós reaktornak önfenntartónak kell lennie, és több energiát kell adnia, mint amennyit a folyamat beindítása igényel.
A Nuclear Ignition Facility jelen kutatása ezekhez a célokhoz juttatja jóval közelebb a fúzió kutatását.
És hogy mi is történt pontosan?
Adott egy arany tároló, amit hohlraumnak neveznek, benne pedig hidrogén izotópok (deutérium és trícium). Ezt 192 lézersugárral bombázták, amitől az arany erős röntgensugárzást bocsát ki, amitől a fém összeesik, a hidrogén-mix pedig hirtelen a harmincötszörös sűrűségére tömörödik össze – ez 2-3-szor annyira sűrű, mint a Nap magja!
“Ez olyan, mintha egy kosárlabdányi anyagot borsónyivá préselnénk össze” – magyarázza Debbie Callahan, a NIF kutatója.
Íme a hohlraum
A viharos sebességű összesűrűsödés legyőzte az atomok egymást taszító hatását, és a hidrogénatomok fúzióba kezdtek, ami radioaktív alfa részecskéket hozott létre (ezek a hélium atommagjai), melyek felhevítették a keveréket, további fúziós reakciókat indukálva – amely kellő tömegben beizzíthatja a láncként terjedő, önfenntartó fúziót.
Sikerült elérni az eddig csak hőn vágyott eredményt is: a folyamat több energiát adott, mint amennyibe került, így bebizonyosodott a gyakorlatban is, hogy van értelme ezt az ösvényt követni.
A folyamattal még sokat kell játszani, mire igazán nyereséges lesz: maguk a lézerek költséges megvalósításai az indításnak, és ők elég energiát meg is esznek. Ezért örültek különösen az alfa-részecskéknek, melyekben megvan a potenciál, hogy egy folyamatos, önműködtető fúzióhoz vezessenek.
Ezt kihasználva a kutatók remélik, hogy sikerül kontrollálható, de önműködő, egyensúlyban levő fúziót létrehozniuk – amely már a biztos belépő lenne a fúziós energiatermelés világába, melynek köszönhetően búcsút inthetnénk a környezetszennyező hőerőműveknek, a folyók, egész vidékek életét tönkretevő duzzasztógátak és veszélyes, sok káros szemetet termelő atomerőművek korának.
livescience nyomán
