Az ITER-ben a káosz tarthat rendet

Amerikai fizikusok azt állítják sikerült megoldaniuk a nukleáris fúzió, egyben a készülõdõ ITER egyik problémáját, ami olcsó, biztonságos, tiszta és szinte korlátlan energiaforrást ígér a jövõben.

A fúzióban atommagok olvadnak össze energiát szabadítva fel, ellentétben az atomerõmûvek és atombombák maghasadásos technikájával, melyben az atommagok szétválnak. Egy fúziós reaktorban a részecskék egymásnak rohanva hozzák létre a gázplazmát egy fánk alakú kamrában, a tokamakban erõs mágneses tekercsek közremûködésével. A fúziós energia elsõ gyakorlati tesztelését a Nemzetközi Termonukleáris Kísérleti Reaktor (ITER) fogja elvégezni, melyrõl már több alkalommal is hírt adtunk.

A tervezetet azonban rendkívül sok kritika éri a megvalósíthatóságot és az életképességet illetõen. Az egyik nagy kihívást az a jelenség támasztja, melyben a plazma külsõ széleiben fellépõ hirtelen áramlatok vagy örvények - úgynevezett ELM-ek - kicsapva a plazmát az azt körülvevõ mágneses mezõbõl szétmarják a reakciókamra belsõ falát.

A tokamak belsõ falán egy igen költséges fémréteg van, ami elnyeli a plazma által kibocsátott neutronokat, kopása pedig annyit jelent, hogy gyakran pótolni kellene a jövõben. A fal költségei mellett az erodált részecskék is jelentõs hatással vannak a fúziós reaktor hatékonyságára, mivel befolyásolják a plazma teljesítményét, csökkentve az átadható energiát.

A kaliforniai General Atomics csapata azonban úgy tûnik megtalálta a megoldást az ELM-ek kordában tartására, ami döntõ fontosságú lehet a hatékonyság fokozásában, és évente euró milliók megtakarítását jelenti. A csapat vezetõje, Todd Evans az intézetben végzett kísérletekbõl rájött, hogy egy kis rezonáns mágneses mezõ, melyet a reaktortartályban elhelyezett speciális tekercsekkel állítanának elõ, "kaotikus" mágneses interferenciát hoz létre a plazma szélein, ami megállítja az áramlatok kialakulását.

Evans elárulta, hogy a hatás mögött húzódó elmélet nem teljesen egyezik meg az eredményekkel. Számításai szerint a zavarkeltésnek részecskéket és hõt kellett volna felszabadítania a plazmából, hõ azonban nem szivárgott ki a mágneses mezõbõl. A 12,8 milliárd dolláros ITER a francia Cadarache-ban épül 2008-tól, a tervezetben Európa mellett részt vesz az Egyesült Államok, Japán, Oroszország, Kína India és Dél-Korea. A fúziós technika tesztágya 10 éves építési és 20 éves mûködési idõtartammal készül. Ha mûködik, megépíthetõvé válik egy prototípus, majd ha az is bizonyít, akkor világszerte elterjedhet a fúziós energia.

Maga a nukleáris fúzió ugyanaz a folyamat, ami a Napban is lezajlik, ott hidrogén atomok olvasnak össze héliumot termelve. A Földön a fúziós reaktort a hidrogén két izotópja, a deutérium és a trícium táplálja, melléktermékként szintén héliumot hozva létre. Mivel a deutérium a tengervízbõl nyerhetõ ki, így ez szinte korlátlan erõforrásnak tekinthetõ. A trícium szintén egy bõségesen rendelkezésre álló elem, a lítium besugárzásával állítható elõ.

A technikának azonban több más akadályt is le kell küzdenie addig, ilyen többek közt egy önfenntartó plazma, valamint annak hatékony tárolása, azaz a töltéssel rendelkezõ részecskék kiszivárgásának meggátolása. A jelenlegi tokamakokban még soha nem sikerült önfenntartó fúziót elérni 5 másodpercnél hosszabb idõre, arról nem is beszélve, hogy a felhasznált energia nagyobb volt a kinyerhetõnél.