A "kis ITER", a világ legnagyobb fúziós reaktora, működésbe lépett

2023 / 11 / 05 / Bobák Zsófia
A
A JT-60SA vákuumkamrája fele olyan magas, mint amekkora a Nemzetközi Kísérleti Termonukleáris Reaktoré lesz és nem használnak benne tríciumot, de sok szempontból az ITER felé vezető út egyik legjelentősebb állomásának tekinthető.

A japán JT-60SA tokamakban október 23-án begyújtották az első plazmát, ezzel ez a berendezés vált hivatalosan is a világ legnagyobb működő tokamakjává. Ez a cím előzőleg a JET-et (Joint European Torus) illette meg, amelyben nemrégen zárult le az utolsó DTE3 tesztfázis, amivel a Nagy-Britanniában található tokamak a negyven éven átívelő karrierje végéhez ért. A JET-ben, akárcsak a JT-60SA-ban, azokat, illetve ahhoz hasonló fúziós folyamatokat vizsgálják, amelyek később, sokkal nagyobb méretekben az ITER-ben is zajlanak majd és a munka során gyűjtött adatok segítenek az ITER működtetésére való felkészülésben is. Van azonban egy nem is annyira elhanyagolható különbség a JT-60SA és a Nemzetközi Kísérleti Termonukleáris Reaktor között: utóbbiban deutérium-trícium keveréket használnak üzemanyagként, a japán reaktorban azonban trícium nélküli deutérium plazmát állítanak elő. Emiatt az ITER és a JET (ahol szintén adtak tríciumot is az üzemanyaghoz) bizonyos szempontból nagyobb hasonlóságot mutatott egymással, de a JT-60SA is rendkívül hasznos szerepet fog játszani a fúziós kísérletekben.

A japán tokamak fő céljai között szerepel, hogy egyrészt 100 másodpercig fenntartsák benne a magas hőmérsékletű (200 millió Celsius-fokos) plazmát és hogy anyagkutatásokat végezzenek, például vizsgálják a plazma felé néző falak anyagait. Ehhez először szénalapú elemeket használnak, majd később kicserélik volfrám bevonatú karbon összetevőkre. A tomakban megvalósuló kísérletek első felében a stabil működéshez szükséges körülmények megteremtését tűzték ki célul, utána már az ITER előkészítésével foglalkoznak majd különböző vizsgálatokkal, például a hidrogén-, és deutérium-plazma különbségeinek megfigyelésével, valamint az alacsony és a magas összetartású üzemmódú (L-mode és H-mode) plazmaállapotok közti átmenet tanulmányozásával. Az utolsó munkafázisban az ITER-ben esetlegesen előforduló problémák megoldásán és a kockázatcsökkentésen dolgoznak, például az ELM (edge localized mode instabilities, a plazma "szélein" tapasztalható instabilitás) csillapításán, vagy a hidrogén/deutérium arány kontrollján a pelletbelövő rendszerrel. A megfigyelések és az ezekre alapozott elméleti munkák az ITER-en is túlmutató eredményeket szülhetnek, amelyek a DEMO (DEMOnstration Power Plant) projektek tervezésében is segíthetnek majd.

A JT-60SA tokamak 15,5 méter magas, 12 méter átmérőjű és 135 köbméter plazmát tud magában tartani, vagyis annak ellenére, hogy körülbelül fele akkora, mint az ITER leendő vákuumkamrája, plazma tekintetében csak hatodát tartalmazza a franciaországban épülő reaktornak. A japán berendezés hidrogén és deutérium gázzal működik és az ITER-éhez hasonló szupravezető mágnesrendszert alkalmaznak benne, amit folyékony héliummal hűtenek le mínusz 269 °C-ra. A tokamak régóta készül, az első komponenst, a kriosztát alapját, tíz évvel ezelőtt rakták a helyére, azóta a különféle alkatrészek japán és európai gyártóktól érkeztek a JT-60SA-hoz, amit egy 2007-es európai-japán megállapodás szerint fejlesztenek az "ősi" JT-60 (Japan Torus-60) tokamak újraépítésével. A JT-60SA neve is elődjére utal, az SA a super, advanced, vagyis szuper (ami a szupravezető mágnestekercseket takarja, angolul superconducting coils) és a fejlett (ez a plazma üzemeltetésének módját jelzi) rövidítése. A reaktort tulajdonképpen azért készíthetik el Japánban, mert az ITER telephelyéről szóló hosszúra nyúló tárgyalások során a Nemzetközi Kísérleti Termonukleáris Reaktor otthonának végül 2005-ben Japán helyett Franciaországot jelölték ki, így a japánok egyfajta "vigaszdíjként" kapták később a lehetőséget a Broader Approach Agreement keretében három projekt, köztük a JT-60SA kivitelezéséhez.

A reaktor egyik fontos elemét, a videós diagnosztikai rendszert Magyarországon, a Hun-Ren Wigner Fizikai Kutatóközpont és az Energiatudományi Kutatóközpont munkatársai készítették el. Az EDICAM (Event Detection Intelligent Camera) kamerára alapozott rendszer egy olyan egycsatornás, széles látószögű gyorskamerás diagnosztika, ami másodpercenként több mint kétmillió felvételt képes készíteni, ezzel pontos betekintést nyújt a plazmakisülések közben történő eseményekbe. A kamerarendszernek extrém körülményeket, erős mágneses mezőt és sugárzást kell elviselnie, de egy zafírból készült ablak védi a plazmától. A P18 szektorban található EDICAM egy port plugban, vagyis egy, a kriosztáton áthaladó, 3 méter hosszú csőben helyezkedik el és ez volt az első európai diagnosztikai berendezés, ami megérkezett a JT-60SA-hoz az építése alatt.

A jelenlegi legnagyobb fúziós reaktor tehát októberben megkezdte munkáját, de a hivatalos felavatás még nem történt meg, erre december elsején fog sor kerülni. A plazma hosszú idejű fenntartásának elérése még további két évet vehet igénybe Hiroshi Shirai, a japán Kvantumtudományi és Műszaki Nemzeti Intézet projektvezetőjének elmondása szerint.

(Fotó: National Institutes For Quantum Science And Technology, EUROFusion)


Hiánypótló funkcióval bővült a világszerte használt magyar szoftver
Hiánypótló funkcióval bővült a világszerte használt magyar szoftver
A memoQ az egyik legnépszerűbb fordítástámogató szoftver a szakmabeliek körében, a 10.1-es verzió óta pedig a szoftver webes változata már a képernyő-felolvasó programokkal is kompatibilis, így biztosítva, hogy a vakok és gyengénlátók is önállóan, külső segítség nélkül tudják használni a szolgáltatást.
Gyereket evett az ősmadár a mai Lengyelország területén
Gyereket evett az ősmadár a mai Lengyelország területén
A feltárt gyermeki csontok annyira porózusak voltak, hogy ez alapján keresztülmehetett a madár emésztőrendszerén.
Ezek is érdekelhetnek
HELLO, EZ ITT A
RAKÉTA
Kövess minket a Facebookon!
A jövő legizgalmasabb cikkeit találod nálunk!
Hírlevél feliratkozás

Ne maradj le a jövőről! Iratkozz fel a hírlevelünkre, és minden héten elküldjük neked a legfrissebb és legérdekesebb híreket a technológia és a tudomány világából.



This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.