Ilyen a magyar részvétel a világ egyik legnagyobb tudományos projektjében

Az ITER gazdasági értelemben nem térül meg, de kikövezheti az utat a plazmaenergia alkalmazásához

Tíz éve tart a magyar részvétel a nemzetközi összefogással fejlesztett fúziós erőmű projektben, a dél-franciaországi ITER-ben. Bár a magyar fúziósenergia-kutatás ennél szélesebb palettán zajlik, a szemünk előtt kibontakozó tudományos áttörés, amit a fúziós reaktor neve fémjelez, a magyar kutatók számára is fontos érvényesülési és tanulási lehetőséget kínál. Az Origo az MTA Wigner Fizikai Kutatóközpontban járt, ahol a retro hangulatú épületben lélegzetelállító és részben saját fejlesztésű eszközökkel dolgoznak a plazmaenergiával kapcsolatos kutatásokon a szakemberek. Az ITER-vezetékeinek tervezése és bemérése, 50 ezer voltnyi különbség néhány centiméteren belül, az energia törvényeinek áthágása helyett energiasokszorozás, és másodpercenként kétmillió kép készítésére alkalmas, atomnyaláb figyelő kamerák. Ez az út vezethet a jövő olcsó és tiszta energiájához.

Az MTA égisze alatt működő, MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont Részecske- és Magfizikai Intézetének épülete még finom jelzéseket sem ad arra vonatkozóan, hogy az ott működő Plazmafizikai Osztályon a világ jelenleg egyik legnagyobb szabású tudományos projektjén dolgoznak a magyar fizikusok és mérnökök.

Egyszerűen berendezett laborokban dolgoznak különleges és értékes eszközökkel a magyar plazmakutatók Fotó: Polyák Attila - Origo

Az épület belülről sem idézi azt a high-tech hangulatot, melyet többen talán – például filmes előképeik hatása miatt – az ilyen elitkísérletek helyszínéhez előzetesen kapcsolnának. Igaz,

a közelében ott áll a szabad ég alatt az egyik régi magyar tokamak, amelyet az 1970-es évektől 1998-ig használtak,

és amely eszközök a fúziós energiával kapcsolatos kutatások legfontosabb berendezései közé tartoznak. Az első meghökkenést valójában nem a nyolcvanas évek hangulatát idéző épületbelső váltja ki panellakások belsejét idéző beépített szekrényeivel és sakktábla mintájú járólapjaival.

Biztonsági előírás az, hogy ezt, az épület előtt álló tokamakot nem szabad fotózni. Belül viszont szinte mindenről lehet képet készíteni"

– jelzi Szabolics Tamás, az osztály egyik munkatársa, aki szoftverfejlesztő mérnökként dolgozik a kutatásokon, és maga is ezt tekinti feladatai közül a hozzá legközelebb állónak. Amellett, hogy a fiatal szakember európai fúziós kommunikátori feladatokat is ellát.

Sem ő, sem az Origót vendégül látó munkatársai nem elégedetlenkednek a rendelkezésre álló infrastruktúra miatt, bár külföldi partnerintézetekben ehhez képest más világot látnak.

A kávéfőző az új"

– mutat rá a jól láthatóan munkatársi közösségi használatban lévő eszközre Réfy Dániel Imre, aki – titulusa szerint – tudományos segédmunkatársként dolgozik a helyszínen. Aki viszont hallja egyszer is beszélni a mérnök-fizikust vagy munkatársat, Szabolics Tamást, magfúzióról, nyalábmegfigyelésről, mágnesesség és atommagok kapcsolatáról, az vélhetően legalább fél tucat, vezető oktatási intézményben szerzett természettudományos diplomát képzel oda a fiatal kutatók háta mögé.

Így dolgoznak a magyar koponyák a nemzetközi fúziós reaktoron

Néhány héttel a plazmakutatás magyar fellegvárában tett látogatás előtt az Origo beszámolt arról, újabb szakaszába ért a nemzetközi összefogással épülő ITER. A dél-franciaországi projekt a fúziós energiával kapcsolatos kutatások között jelenleg a legfontosabb. Az önmagukban is izgalmas technikai részletek iránt kevésbé fogékonyak számára itt a laikusok számára talán legfontosabb konklúzió.

A cél tényleg az, hogy több energia álljon elő a folyamatok végén, mint amennyibe annak kialakítása és fenntartása kerül.

A cél, hogy több energia álljon elő a folyamat végén, mint amennyit beleteszünk - Réfy Dániel Imre, a kutatóintézet egyik mérnök-fizikus munkatársa Fotó: Polyák Attila - Origo

Erre megy ki a játék"

– mondja Réfy, de szó sincs arról, hogy az ITER-projekt keretében, több száz, magasan képzett tudós felülírná vagy megkerülné az energiával kapcsolatos, sziklaszilárd tudományos törvényszerűségeket.

Azt, hogy ha nem erre, akkor mire is készülnek évtizedek óta dollármilliárdos ráfordítással a plazmakutatók, és hogyan juthat el oda – jelentékeny magyar részvétellel – a világ, hogy történelmi léptékű fordulatot hajthasson végre az energetikában, a két fiatal kutató mellett Dr. Zoletnik Sándor világítja meg.

A magyar részvétel jelenleg három konzorciumi tagságot jelent a teljes projekten belül. Fontos azonban kiemelni, hogy ez nemcsak fizikusi, hanem jelentékeny mérnöki részvételt is jelent. Amit kell, azt a fizikusok önmagukban nem tudják megcsinálni"

– mondja a magyar fúziós koordinátor dr. Zoletnik Sándor.

Az ITER több évtizedes történetében 2006-ra datálható a közvetlen magyar részvétel kezdete. Magyarország már az uniós csatlakozás előtt, 2000-ben csatlakozott az Euratomhoz, amely az Európai Unió nukleáris koordinációs szervezete.

A fúziós és nukleáris kutatásokra 2005-ben elnyert magyar pályázati támogatás adott alapot az ITER munkákba való bekapcsolódásra 2006-ban.

A bekapcsolódást követően megváltoztak a finanszírozási viszonyok, mostanra „elfogyott a nemzeti pénz", ahogy Zoletnik doktor fogalmaz. Az egyetemi keretek ugyan fontos bázist jelentenének, de az akadémiai intézetek nélkül ezekben az intézményekben nem lehetne érdemi kutatómunkát végezni – mondják a kutatók. Ennek nem okvetlenül financiális okai vannak, inkább az, hogy az egyetemi intézetek gördülékeny működését – például eszközök beszerzését – jelentősen nehezítik az erre most érvényben lévő szabályok. A hazai plazmafizikai kutatások keretét jelenleg az MTA biztosítja.

Amit itt folytatunk, az egy kombinált technológiai kísérlet"

– mondja Zoletnik, aki munkatársaival közösen azt is elmondja, milyen területeken dolgoznak a magyarok az ITER-projekten belül.

Dr. Zoletnik Sándor, aki magyar fúziós koordinátorként dolgozik a kutatóműhelyben Fotó: Polyák Attila - Origo

Jelenleg ez három fő területet foglal magában, melyek főként méréstechnikai és mérés-előkészítési feladatokat jelentenek.

Magyarok dolgoznak a plazma sugárzását mérő detektorrendszeren,

amelyet a kutatók a tomográfiához hasonlítanak, azzal a különbséggel, hogy itt maga a forró plazma az, ami a megvilágítást adja. De a plazmával kapcsolatos vizsgálatok részét képezik a spektroszkópiai mérések is, melyek a plazmába lőtt atomok fénysugárzásából határozzák meg a plazma tulajdonságait. Így a hazai kutatóknak is köszönhető az, ha kiderül, hogyan változik a plazma hőmérséklete, összetétele, hogy mindebből a folyamat egészére vonatkozó következtetéseket fogalmazhassanak meg.

Miket rejtenek a magyar magfúziós laborok?

„Atomnyaláb figyelő kamera. Több mint 2 millió képet készít a készülék másodpercenként, bár csak 128 pixeles felbontásban. Az atomnyaláb szonda 60 ezer voltos feszültségen átfuttatott lítium atomokat lő a plazmába. Egy másik saját fejlesztésű 1.3 megapixeles kamera önállóan reagál a kép változásaira akár már egy kép készítése alatt is. Akár rendelhető is, nagyjából 60 millió forintért" – mutatja a látogatás egyik pontján Szabolics Tamás az a lítium atomnyalábot, melyet munkájuk során használnak a kutatók, hogy mérjék a plazmában lejátszódó folyamatokat. A plazmakutatók ugyanis bizonyos tekintetben önellátók. Kísérleteikhez számos eszközt maguk fejlesztenek, vagy alakítanak át, pontosabban gyártatnak, jól definiált paraméterek szerint, nagyrészt hazai, erre képes vállalkozásoknál. Az így fejlesztett berendezések közül számosat gyártottak már nagy külföldi laboratóriumok részére is. Ennek kétszeres haszna van. egyrészt a vállalkozásoknál, másrészt a bevétel támogatja a kutatások folytatását.

Az ITER-projekten belül az egyes nemzetek képviselői szorosabb vagy lazább együttműködésben dolgoznak, globalizáltak a kutatások. A laborok szakosodnak néhány témára, és megosztják egymással a technológiai repertoárt. Az együttműködés online kapcsolattartással működik világszerte.

Szabolics Tamás a videodiagnosztikai laborban Fotó: Polyák Attila - Origo

A magyar kutatók is futurisztikus eszközöket fejlesztenek, illetve használnak. Az atomnyaláb figyelő kamera mellett pelletbelövővel is dolgoznak. A pellet egy nagyjából milliméter nagyságú hidrogén jégdarabka, amit lényegében „üzemanyag-pótlásra" használnak a fúziós reaktorban. A fúziós üzemanyag, általában a deutérium, csak -268 Celsius fokon szilárdul meg.

A hidrogénizotóp pelleteket több száz, vagy ezer méteres óránkénti sebességgel lövik a több millió Celsius fokos plazmába.

Komoly szoftveres támogatást kap a plazmamegfigyelés kiértékelése Fotó: Polyák Attila - Origo

A körülötte képződő gázfelhő miatt a pellet élettartama meghosszabbodik, ami a lejátszódó folyamatok vizsgálatára ad lehetőséget. De dolgoznak a laborokban hiperérzékeny feszültségmérőkkel is.

A beépítendő kábeleknek 30 évig is bírniuk kell, ezért komolyan tesztelni kell őket. Erre például ezt a feszültségmérőt is használjuk, ami a Volt milliárdod részének eltérését is érzékeli"

– mondja Szabolics Tamás.

A cikk folytatásában arról olvashat, hogy a kínai fél eleinte még a plazmaenergetikai kutatások kapcsán sem vetette meg a másolást, arról, hogy a plazma valójában az emberiség legrégebbi energiaforrása, valamint arról is, hogyan hasznosulhatnak majd a kutatások eredményei a jövőben! Lapozzon!