Nagy lépés a korlátlan energiaforrás felé

Évek óta tartó vita zárult le kedden Moszkvában: aláírták a megállapodást a nemzetközi termonukleáris kísérleti reaktor (ITER) felépítéséről. A helyszín Cadarache, Franciaország, ahol végre hozzákezdhetnek a beláthatatlan távlatokra biztonságos energiaellátással kecsegtető, szabályozott termonukleáris fúzió feltételeinek megteremtéséhez.

A Napban és a többi csillagban zajló energiatermelő folyamat földi megvalósítása beláthatatlan távlatokra ígér biztos energiaellátást, de létrehozása egyben óriási tudományos-műszaki kihívás is. A szabályozott termonukleáris fúzióban a legkönnyebb elemek összeolvadása, fúziója során szabadul fel az atommagok energiája. A százmillió fokra felhevített üzemanyagot, a hidrogén nehéz izotópjait (deutérium, trícium) erős mágneses térrel tartják össze. A ma legsikeresebb kísérleti berendezéstípus az ún. tokamak, amelyben gyűrű alakú térrészbe zárják a plazmát. Ilyen lesz az ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) is.

A hatalmas és drága kísérleti berendezés nemzetközi összefogással való megépítését még Gorbacsov szovjet vezető vetette fel az 1980-as évek közepén, a politikai hátteret Reagen amerikai, majd Mitterand francia elnök egyetértése biztosította. A tervezést 1988-ban az Európai Gazdasági Közösség (az EU elődje), Japán, a Szovjetunió és az USA együtt kezdte meg, majd más országok is csatlakoztak. A helyszín kiválasztásig békésen zajlottak az előkészületek, majd francia-spanyol vetélkedés alakult ki. Később Franciaország és Japán küzdött a telephelyért. A politikai síkra terelődött vitát korábban részletesen bemutattuk.

Az ITER építését jövőre kezdik meg az Európai Unió, Oroszország, az Egyesült Államok, Japán, Kanada, Kína és Dél-Korea összefogásával. Az építés idejét tíz évre, költségeit 4,6 milliárd euróra tervezik, az építés ötvenezer embernek ad majd munkát. A költségek 40%-át az EU állja, ehhez Franciaország még hozzáad 10%-ot, tehát a költségek fele marad az EU-n kívüli résztvevőkre. Az üzemeltetést húsz évre tervezik, így a 2030-as évekre gyűlhet össze elegendő tapasztalat, ismeret ahhoz, hogy dönteni lehessen a következő nagy lépés megtételéről, az erőművi reaktor megépítéséről.

Magyar részvétel

A hatalmas programban Magyarországnak is jut szerep, mert ezen a területen (is) nemzetközileg jegyzett szakembergárdánk, tapasztalataink és elismert eredményeink vannak. Már az 1970-es évek végére megépült egy kis tokamak a KFKI Részecske- és Magfizikai Kutatóintézetben (KFKI RMKI). A hazai kutatások - a korábbi magfizikai és lézerfizikai tapasztalatokra építve - elsősorban a plazma tulajdonságainak vizsgálatára irányultak, új vizsgálati (plazmadiagnosztikai) módszerek születtek. A hazai kísérleti berendezés 1979-től 1998-ig állt a kutatások rendelkezésére. Az 1990-es évek elejétől szoros együttműködés jött létre német és svájci kutatóintézetekkel. A külföldi laboratóriumokban folytatott kutatások nagyrészt a magyar tokamaknál végzett munka folytatásának, illetve az ott kifejlesztett eljárások alkalmazásának tekinthetők.

A forró plazma paramétereinek meghatározására kidolgozott sikeres diagnosztikai módszerek egyikében gyorsított, semleges lítium-atomnyalábot irányítanak a plazmába, és megfigyelik a keletkezett sugárzást (ez a plazma sűrűségingadozásairól hordoz információt). A KFKI RMKI kutatói kaptak megbízást a lítiumnyaláb-diagnosztika továbbfejlesztésére a ma működő legnagyobb tokamakon (ez az Angliában lévő Joint European Torus, JET). Itt hoztak létre a világon először szabályozott termonukleáris fúziót 1991-ben. Az utóbbi években a JET-nél folyó kutatómunkát az EURATOM keretprogram támogatja és koordinálja. 2000-ben jött létre a Magyar-EURATOM Fúziós Szövetség a KFKI RMKI koordinálásával, a KFKI Atomenergia Kutatóintézet és a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem részvételével.

A KFKI RMKI már bekapcsolódott az ITER tervezésébe is, számítógépes szimulációval vizsgálják a plazma teljes sugárzási vesztesége mérésének lehetőségét.

Jéki László