2050-től jöhet a jövő tiszta energiája Európában

Picture taken on January 17, 2013 in Saint-Paul-les-Durance, southern France shows the model of the reactor of the future International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER) . The International Thermonuclear Experimental Reactor (Iter), based at the French Atomic Energy Commission (CEA) research center of Cadarache in Saint-Paul-lčs-Durance, was set up by the EU, which has a 45 percent share, China, India, South Korea, Japan, Russia and the US to research a clean and limitless alternative to dwindling fossil fuel reserves. AFP PHOTO / GERARD JULIEN

Megalakult a EUROfusion-program. A cél, hogy 2050-re beinduljon az első európai fúziós erőmű, amely környezetbarát energiával láthatja majd el a kontinenst.

A következő öt évben körülbelül félmilliárd eurót költ az EU a fúziós reaktorok fejlesztésére. A cél az, hogy 2050-re már áramot is termeljen a DEMO erőmű, amely - a kutatólaborokból kilépve - már az elektromos hálózatra is rá lesz kapcsolva. Ez lesz az első ipari fúziós erőmű, amely élesben is működhet.

Zöld energia

A fúziós reaktor az egyik legígéretesebb energiaforrás: környezetbarát, üzemanyaga nagy mennyiségben rendelkezésre áll, elenyésző a radioaktív hulladék és nincs kitéve az időjárás viszontagságainak - viszont még nem épült belőle egy sem. Legfőbb üzemanyaga az akkumulátorokban (és a földkéregben) is megtalálható lítium, melyből először trícium készül.

Az ITER belsejének makettje Forrás: AFP/Gerard Julien

Szabolics Tamás, a Wigner Fizikai Kutatóközpont Plazmafizikai Főosztályának munkatársa szerint lítiumból pedig van elég: ha a Föld jelenlegi elektromosenergia-igényeit kizárólag fúziós reaktorokkal szeretnénk leváltani, akkor is csak duplázni kéne a lítiumbányászatot. A lítiumból viszont még elő kell állítani a tríciumot. Ez tervek szerint helyben, a reaktor falában megvalósulhat. A másik üzemanyag, a deutérium pedig kinyerhető a vízből: ez már egy létező technológia.

Nem minden hidrogén egyenlő

A trícium és a deutérium a hidrogén izotópjai. Mindegyikben egyetlen proton és egyetlen elektron van, a semleges neutronok száma viszont változik. A természetben előforduló hidrogénizotópok túlnyomó része, 99,98%-a “egyszerű” hidrogén-1 (1H) - ennek nincs egyetlen neutronja sem. A sorban a következő a deutérium (2H, vagy 2D), amelyben már egy neutron is van, ennek gyakorisága már csak 0,0184%. Még kevesebb van a tríciumból (3H, vagy 3T), amely már két neutronból és egy protonból áll. Vannak még “nehezebb” hidrogénizotópok is, de azok rendkívül bomlékonyak, a természetben nem fordulnak elő.

A Nap belsejéből

Magfúzió biztosítja a Nap energiatermelését, végső soron a napelemek is ennek köszönhetik a fénysugarakat. Magfúziókor két atommag egyesül: ez kis rendszámú elemeknél energiatermelő folyamat. A trícium és a deutérium a könnyű izotópok közé tartoznak, ezek fúziója valósítható meg a legegyszerűbben. Egyesülésükkor egy héliumatom és egy neutron keletkezik, a felszabaduló energia pedig meghaladja a radioaktív bomláskor keletkezőt is: ez az energia hajtja majd meg a generátorokat. Az egyik legnagyobb probléma, hogy a fúzióhoz több millió Celsius-fokos hőmérséklet szükséges - ilyen forróságban nincs olyan hagyományos edény, amely egyben tarthatná a plazmát.

Az ITER már épül a dél-franciaországi Cadarache kutatóközpontban, Bouches-du-Rhône megyében Forrás: AFP/Boris Horvat

Jelenleg még az ITER, a Nemzetközi Kísérleti Termonukleáris Reaktor építése folyik. Ez még nem fog gazdaságosan áramot termelni, de alapjául szolgál majd a DEMO-nak. Fejlesztésében részt vesznek hazai kutatók, a Wigner Fizikai Kutatóintézet munkatársai is.