Azt mondják, hogy a használható, a Napunk analógiájára működő fúziós energia már csak harminc év távolságra van tőlünk – ahogy mindig annyira volt, és mindig annyira is lesz. A mondás lényege tehát, hogy rengeteg az akadály, mire eljuthatunk a kereskedelmi léptékben hasznosítható fúziós energiáig. Ezen nehézségek egy részéről korábban már mi is írtunk például a lenti cikkünkben:

Kína valami olyat talált a Holdon, ami elháríthatja a legnagyobb akadályt a szinte végtelen energia útjából Nagyon is elképzelhető, hogy a hélium-3 lesz a jövő legfontosabb nyersanyaga, amely a fúziós reaktorokat hajtja – Kína most a Holdról visszahozta ezt a ritka anyagot is. Új versenyfutás kezdődik?

A mostani energiakrízis és klímavédelmi célok pedig igencsak időszerűvé tették ezen reaktorok fejlesztését – elszántságból nincs is hiány, az Egyesült Királyság például már 2040-re beüzemelne ilyen erőművet:

Már 2040-re elkészülhet az első kereskedelmi fúziós erőmű, amely tiszta energiát szolgáltat Az Egyesült Királyság már 2040-re beüzemelné a világ első nukleáris fúziós erőművét, aminek már a helyét is kijelölték.

Azonban hiába akarunk valamit nagyon, attól a korlátok még nem tűnnek el, így a fejlesztések nem csak a szokásos mágneses tokamakokat helyezi előtérbe, de akadnak start-upok, amelyek alternatív utakat keresnek. Egy ilyen feltörekvő vállalat a First Light Fusion, amely a brutálisan erős, de költséges és nehezen üzemeltethető mágneseket lecserélné egy jó nagy puskára – írja a Newsweek.

A First Light Fusion BFG nevű eszköze (egy ilyen nevű fegyver a híres Doom-videójátékokban is akadt, igaz, ott az F betű nem a Friendly-t jelölte) egy hatalmas, 1,1 millió angol font értékű acélágyú, amely egy nagy sebességű dugattyút puskapor felhasználásával présel össze – a dugattyú összenyomja a hidrogéngázt, amely ezt követően átnyomódik egy apró lyukon. Ez a hidrogén ezután egy lövedéket lövell ki másodpercenként közel 7 km-es sebességgel egy vákuumkamrába, ahol eltalálja a nukleáris fúzióhoz szükséges tüzelőanyagot. Ekkor egy pillanatra előállnak a magok összeolvadásához szükséges feltételek. A BFG – talán mondani sem kell – párját ritkítja, azaz nem akad még egy ilyen eszköz a világon.

A First Light Fusion megközelítése, az „inertial fusion” vagy magyarul inerciális fúzió nagyban különbözik a szokásos, mágneses alapú tokamakoktól, amelyben gázt tartanak plazmaállapotban az óriási mágnesek segítségével – a készülő ITER például ilyen kísérleti tokamak. Mint azt a magfúzió.hu írja az inerciális fúzióról:

„A szabályozott magfúzió megvalósításának egyik lehetséges módja. Lényege, hogy néhány grammnyi fúziós anyagot tartalmazó kapszulát nagy energiájú lézer-, vagy ionnyalábokkal, esetleg termikus röntgensugárzással több irányból szimmetrikusan összenyomnak. A hatalmas nyomás miatt összesűrűsödő anyagban elvileg létrejönnek a fúzió feltételei. A folyamatos energiatermeléshez másodpercenként mintegy 10 kapszula belövésére lenne szükség. Az európai fúziós program nem foglalkozik inerciális fúzióval. Franciaországnak és az Egyesült Államoknak van nagyobb inerciális fúziós programja.”

A First Light Fusion-nek köszönhetően immár tehát az Egyesült Királyságban is akad ilyen program, azonban – mint ez látható – ez annyiban különbözik a szokásos inerciális fúziótól, hogy lézer helyett egy lövedéket használnak. Ez idáig talán érthető is, de miért jobb ez a módszer a tokamaknál? Nick Hawker, a First Light Fusion vezérigazgatója erről a következőt mondta:

„A nettó energianyereséget inerciális fúzióval is kimutatták, de a hajtóerő a lézer helyett egy földalatti fegyverteszt volt. Tehát ott van az az empirikus bizonyíték, hogy az inerciális fúzióval nagy energianyereséget lehet elérni.”

A tokamak esetén a plazmaállapot fenntartása annyi energiát igényel, hogy eddig a nettő energianyereséget csak megközelíteni sikerült. De ezen technológia problémája még a vákuumkamra gyors amortizációja is, amit a neutronok okoznak. A First Light Fusion reaktortervezése ezt kívánja megkerülni azáltal, hogy a reaktor falait folyadékkal árnyékolja, amely elnyeli a neutronokat, és a kamra acélszerkezetét így a tokamakhoz képest kevesebb neutronbombázásnak teszi ki. Összességében, mint azt a vezérigazgató elmondta:

„A mágneses fúzió olyan, mint egy kemence. Vagyis egy mindig bekapcsolt, forró folyamat, mert a részecskék folyamatosan körbejárják a fánk alakú reaktort. Ehhez képest az inerciális fúzió inkább egy belső égésű motorhoz hasonlít. Ez egy impulzusos folyamat, ahol van egy ismétlési gyakoriság, és az eseményenkénti energia szorozva a frekvenciával adja meg az erőt.”

A belsőégésű motorhoz kell egy gyújtógyertya, amely begyújtja az üzemanyagot – ez tehát a legtöbbször a lézer, amit a First Light Fusion a villámgyors lövedékre cserélt le. A csere oka, hogy így a folyamat olcsóbb és egyszerűbb. A BFG azonban csak egy lépés a végső cél felé. A cég jelenleg a következő gépén, az M3-on dolgozik, amely elektromos kondenzátorok hatalmas tömege, amelyek mindegyike elektromos áram felhasználásával egy lövedéket 1 milliárd G-vel másodpercenként  20 kilométeres sebességre gyorsít – jelentősen növelve tehát a BFG-hez képest a becsapódási sebességet.

A remények szerint az első inerciális fúziós reaktor már a 30-as években elkezdhet áramot termelni, a 2040-es években pedig ilyen reaktor már egész hálózatot is táplálhat.

(Kép: A BFG, forrás: First Light Fusion)