Gazdaság
Lehozzuk a Napot a Földre
A projekt célja, hogy a fúziós erőműben az atommagok egyesülésekor keletkező energiával elektromos áramot állítsanak elő – Ez az erőforrás biztonságos és szén-dioxid-mentes
A franciaországi Cadarache-ban, a provance-i dombok között fekszik a világ legnagyobb tudományos vállalkozása és kísérlete, az ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), azaz a Nemzetközi Termonukleáris Kísérleti Reaktor. A világ legnagyobb kutatás-fejlesztési együttműködésében hét partner vesz részt: az Amerikai Egyesült Államok, az Európai Unió, Oroszország, Kína, Dél-Korea, Japán és India. Korábban Kanada is a csapat tagja volt, ám miután a többi résztvevő a franciaországi helyszín mellett döntött, kiszállt a projektből. Az ITER legfőbb célja, hogy maghasadásból származó energia helyett az atommagok egyesülésekor felszabaduló energiát állítsanak elő. Az így kinyert energia biztonságos és szén-dioxid-mentes.
Mindezt úgy szeretnék elérni, hogy a hidrogén két izotópja, a deutérium és a trícium atommagját egyesítik, és e folyamat során egy héliumatom és egy nagy energiájú neutron keletkezik. Az létrejött neutron akkora energiával rendelkezik, hogy nyolc másodperc alatt elérné a Holdat – mondta az ITER bemutatásakor Kirsten Haupt, a projekt kommunikációs vezetője, aki kiemelte, a fúzió a plazma-halmazállapotban jön létre. A deutériumból és tríciumból álló gázelegy, az üzemanyag a plazmaállapotot egy huszonháromezer tonnás, fánk alakú acélszerkezet, az orosz fejlesztésű tokamak belsejében éri majd el külső hevítés útján. Haupt hangsúlyozta, hogy azt a folyamatot szeretnék utánozni, ami a Napban is végbemegy. Haupt kiemelte, hogy egy kilogramm tríciumból és egy kilogramm deutériumból álló üzemanyag annyi energiát képes adni, mintha hatvan vagon szenet tüzelnének el mindennap, egy éven át.
A célok meglehetősen hosszú távúak: a projekt elindítását legitimizáló egyezséget tizenhárom éve, 2006-ban írták alá, a munkát felügyelő ITER Organization pedig 2007-ben jött létre. A reaktorépület és a kiszolgáló létesítmények fölépítéséhez szükséges terület rendezése 2009-ben fejeződött be, ekkortól mondhatjuk, hogy elkezdett épülni az ITER. Mára az ITER hatvanöt százaléka épült meg, a tervek szerint jövőre kezdik összeszerelni a reaktorkamrát, a plazma létrehozásának tervezett időpontja 2025. De arra, hogy ez tényleges energiát termeljen, további tíz évet kell várni, ekkor a kutatók ötven megawatt energia befektetésével szeretnének legalább ötszáz megawatt energiát nyerni. Jelenleg a technológia még csak ott tart, hogy a befektetett energia hatvan százalékát sikerül visszanyerni – mondta lapunknak Kiss Gábor, aki az üzemanyag-befecskendezés szekcióban dolgozik mérnökként.
A projekt költsége túllépte a húszmilliárd eurót, és egyelőre nincsen szó arról, hogy a részt vevő államok támogatásán kívül másmilyen finanszírozás is legyen. Az itt dolgozó magyar mérnök szerint cash-flow-t soha nem fog termelni, így tőzsdére nem lehet vinni a beruházást, de ez nem is volt soha cél. Bede Ottó, aki az ITER-ben gépészmérnökként olyan eszközökért felel, amelyek majd a nukleáris üzem alatt lesznek elsősorban használatban, elmondta, két gigawattnyi áram termelésére lehetnek képesek a jövőben a fúziós erőművek, ami nagyjából a paksi atomerőmű teljesítményének felel meg.
A legfontosabb kérdés persze, hogy mindez működik-e majd? A tudósok egyre optimistábbak, saját szemünkkel láttuk, hogy a több évtizedes elméleti munka átlépett a kivitelezés szakaszába, és ha minden jól megy, ebben a franciaországi erőműben sikerül előállítani egy olyan fúziós erőmű „receptjét”, amelyet aztán szerte a világon fel lehet majd építeni, hogy zöldebben és biztonságosabban élhessenek az utánunk következő generációk.
Fő a biztonság: veszély esetén a reaktor önmagát állítja le a magas hőmérséklet automatikus megszűnésével
Jöhet a legextrémebb földrengés is
Egy új technológiánál, ami ráadásul egy fúziós erőmű, természetesen a biztonság a leglényegesebb szempont. Arra a kérdésünkre, hogy mi a legveszélyesebb forgatókönyv, az erőműben dolgozó Bede Ottó elmondta, hogy figyelembe vesznek olyan baleseti lehetőségeket, amelyek egyéb meghibásodásokat okoznak. Kiemelte, hogy olyan terheléskombinációkkal is számolnak, amelyek valószínűsége nagyon alacsony, de elméletben megtörténhetnek. Ilyen lehet például, ha erős földrengés közben több helyiségben is tűz keletkezik. A földrengés is három kategóriára van osztva, nagyság szerint.
Felhívta a figyelmet, hogy a tokamak épületét úgy tervezték és építették meg, hogy egy extrém magas földrengést is kibírjon. Mint magyarázta, az oldalirányú gyorsulások el vannak szigetelve az épülettől, így nem tudnak átjutni abba. A mérnököknek az okozta a legnagyobb kihívást, hogy a nukleáris biztonságért felelő alkatrészek kibírjanak gyakorlatilag mindent. Az ilyen földrengések bekövetkezési valószínűsége egy-két ezer év – hívta fel a figyelmet. Hozzátette, hogy mivel a biztonságért felelős alkatrészek nem tudnak meghibásodni, ezért semmilyen nukleáris anyag nem juthat ki. Ha mégis keletkezne egy nyílás – amelyet még egy, az épületre rázuhanó repülő sem tudna okozni –, akkor sem jutna ki semmi, mert a légnyomás a vákuum miatt mindent befele tol. Veszély esetén a reaktor önmagát állítja le a magas hőmérséklet automatikus megszűnésével.
Kiss Gábor, az erőműben dolgozó másik magyar mérnök hozzátette, hogy műszaki hiba esetén sem kell attól tartani, hogy a környéken komoly szennyeződés történik, mivel a folyamat során nincs, ami robbanjon, és nem történik nukleáris hasadás sem.
Minden Genfben kezdődött
Az ITER története 1985-ben kezdődött, amikor a világ két nagyhatalmának vezetője, Ronald Reagan, az Amerikai Egyesült Államok elnöke és Mihail Gorbacsov, a Szovjetunió Kommunista Pártjának főtitkára Genfben találkozott. Az úgynevezett „kis hidegháborút” lezáró csúcstalálkozón a személyesen első ízben tárgyaló Gorbacsov és Reagan egyetértett abban, hogy az atomháborút el kell kerülni, és megállapodtak arról, hogy közösen fogják vizsgálni egy magfúziós erőmű megépítésének lehetőségét. A tárgyalások után november 21-én aláírtak egy közös nyilatkozatot, amelyben leszögezték: a termonukleáris fúziót kontrollált és békés körülmények között szabad csak felhasználni, valamint az új energiaforrás kifejlesztése érdekében a legnagyobb nemzetközi összefogásra van szükség.
Ha látott villámot, látott plazmát
Általános iskolában megtanultuk, hogy az anyag három alapvető halmazállapotban tud létezni: szilárd, folyékony és gáznemű. Van azonban egy negyedik is, a plazma, amely a leggyakrabban előforduló halmazállapot a világegyetemben. Ez a csillagok anyaga, és a csillagközi térben is sok található ebből, de mivel a csillagközi tér nagyon tág, a plazmák pedig próbálják kitölteni a rendelkezésre álló helyet – akárcsak a gázok –, így sűrűségük nagyon kicsi lehet, ezért az ilyen fajta plazmát „híg plazmának” is szokták nevezni. Mivel a csillagok is ebben az állapotban vannak, lövellhetnek ki magukból plazmaadagokat. Ezt nevezik napszélnek. Plazma halmazállapotú a villám, az északi fény, vagy akár az öngyújtó lángja. Az ITER-ben a százmillió fok feletti hevítés által, a deutérium és a trícium atommagok egyesülése után plazmává válik a fűtőanyag.
