Főmenü megnyitása
Deutérium-trícium fúziója, a fúziós reaktor működésének alapelve

A fúziós reaktor olyan energiatermelő eszköz, amely az egyes atommagok egyesülésekor létrejövő energiatöbbletet hasznosítja. A Nap és a csillagok ezt az energiafajtát használják. Még csak kísérleti fázisban van a technológia.

Tartalomjegyzék

MűködéseSzerkesztés

A fúziós erőmű alapanyaga deutérium és lítium. A deutérium a hidrogén izotópja, a vízből viszonylag egyszerűen kivonható. A lítiumot besugárzással tríciumra bontják, ez is egy hidrogénizotóp. A tórusz formájú reaktorkamrába a trícium és deutérium keverékét juttatják be. 15 millió fokosra hevítik és az így keletkező ionokat körpályára kényszerítik mágneses térrel. A reakcióban hélium keletkezik, ami a légkörben is előforduló semleges, nem sugárzó gáz. Egy időben kb. 5 gramm üzemanyag van a reaktorkamrában, így még ha megsérülne is a kamra, különösebb környezeti sugárterheléssel nem kell számolni. A reaktor fala bórral ötvözött acél. Azért van benne bór, mert az jól befogja a reakció közben keletkező neutronokat, és így megakadályozza, hogy a környezetbe kikerüljenek. A reaktor falát folyékony fémmel tervezik hűteni. Az így elvezetendő hővel turbinákat hajtanak meg. A turbina villamos generátort működtet, amivel a villamos hálózatba lehet táplálni az áramot.

A technológia előnyeiSzerkesztés

A fúziós erőmű tüzelőanyaga rendkívül nagy mennyiségben áll rendelkezésre a Földön (~1 millió évre elegendő). Nincs nagy mennyiségű sugárzó hulladék, így összehasonlíthatatlanul környezetkímélőbb, mint a hagyományos, urán alapú atomerőmű. A keletkezett energia könnyen árammá alakítható és tetszőleges helyre elszállítható távvezetékeken.

A jelenleg működő nukleáris erőművekhez viszonyítva jelentős előnynek számít, hogy a technológia biztonságosabb: üzemzavar esetén a fúziós folyamat leáll.[1]

HátrányokSzerkesztés

Hátránya, hogy sok csúcstechnológiai elem szükséges a megépítéséhez: hélium hűtőrendszer az abszolút nulla fok közelébe, szupravezető mágnesek, nagy energiájú felfűtő antennák, nagy teljesítményű tetródák, vákuumszivattyúk, divertorok stb.

A folyamat beindítása meglehetősen sok energiát igényel, üzemeltetéséhez pedig tríciumra van szükség, ami ugyan a folyamat során keletkezik, de pillanatnyilag kevés áll rendelkezésre belőle a Földön.[2]

MegvalósításaSzerkesztés

Történelmileg a legrégebben kutatott és fejlesztett, a szovjetek által kitalált, tórusz formájú vákuumkamrával rendelkező berendezés a Tokamak.

2008 óta a franciaországi Cadarache város mellett, nemzetközi összefogással épül egy ITER-nek nevezett kísérleti erőmű, amely már 500 MW leadására lesz képes és aminek várható költsége 16 milliárd euró körül várható. Az első kereskedelmi célú fúziós reaktor, a hasonló nemzetközi összefogás keretében tervezett, 1500 MW-os DEMO erőmű üzembe állítását 2050-re tervezik.[1]

2014-ben az amerikai Lockheed Martin vállalat bejelentette, hogy tíz éven belül fúziós erőművet épít.[3]

Alternatív koncepciók[4]Szerkesztés

Jelenlegi szemszögből nézve nincs más olyan fejlettségű koncepció, amit energiatermeléshez tudnánk használni.

  • Más fűtőanyagok, mint a deutérium és a trícium, még komolyabb tervezési nehézségeket állítanának. Mindössze a plazmafizikai kutatóeszközökben, ahol nem az energiatermelés a cél, dolgoznak tiszta deutériummal, a radioaktív trícium elkerülése érdekében.
  • A tehetetlenségen alapuló koncepció az alapkutatási fázisban van, és elsősorban nem az erőművek fejlesztésére és kereskedelmi hasznosításra összpontosít.
  • A hidegfúzió a legtöbb kutató szerint nem megvalósítható alternatíva. Az ismert fizika szerint az eféle eljárás energiafelszabadulással nem lehetséges.

JegyzetekSzerkesztés

  1. a b VG, 2010.09.14.
  2. The Oil Drum, 2007.01.11.
  3. Index, 2014.10.16.
  4. (2019. május 13.) „Kernfusionsreaktor” (de nyelven). Wikipedia.  

FordításSzerkesztés

  • Ez a szócikk részben vagy egészben az Iter című angol Wikipédia-szócikk fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel.
  • Ez a szócikk részben vagy egészben a Joint European Torus című angol Wikipédia-szócikk fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel.
  • Ez a szócikk részben vagy egészben az EFDA című angol Wikipédia-szócikk fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel.
  • Ez a szócikk részben vagy egészben a Kernfusionsreaktor című német Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel.


ForrásokSzerkesztés

További információkSzerkesztés

  • Interaktív Flash animáció egy fúziós reaktor részeiről. Szerző: EFDA
  • Interaktív Flash prezentáció magyar nyelvű opcióval a fúziós energiatermelés minden vonatkozásáról. Szerző: EFDA
  • Polló László: Fúzió (2009, regény egy magyar fúziós erőműről a jövőben, ISBN 978-963-88302-0-3)
  • IPP Summer University for Plasma Physics (Max-Planck-Institut für Plasmaphysik) (September 26 – September 30, 2005, Greifswald, Germany; Edited by Hans Werner Müller and Matthias Hirsch) (p. 251)
  • John Wesson: The Science of JET (The achievements of the scientists and engineers who worked on the Joint European Torus 1973-1999) (p. 189)
  • FFEK, 2009.10.06.: Fuhl Ádám: A fúziós energia valós helyzete. FFEK, 2009. október 6. (Hozzáférés: 2014. október 17.)

Kapcsolódó szócikkekSzerkesztés