Habár elképesztő fúziós rekordokból szerencsére nincs hiány, a mostani tényleg az “állkapocs-leejtős” kategóriába tartozik. A dél-franciaországi WEST fúziós reaktor ugyanis új világrekordot állított fel azzal, hogy a plazmát körülbelül 50 millió Celsius-fokon tartotta fenn folyamatosan hat percen át. Az eredmény a francia kutatók és a New Jersey-i Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) tudósai együttműködésének a gyümölcse, és természetesen fontos lépést jelent a tiszta, fenntartható és gyakorlatilag korlátlan energia felé – számol be róla a Business Insider nyomán a Science Alert.

Gyorsan és röviden elevenítsük fel, miről is van szó: a magfúzió az a folyamat, amely a Napot is táplálja, és a lényege, hogy atommagok kombinálódnak, miközben energia szabadul fel – ez tehát pontosan a fordítottja annak a maghasadásnak, ami a jelenlegi nukleáris reaktorokat működteti, mivel ez utóbbi tehát az atommagok szétválasztásán alapul. A fúziós technológia előnye, hogy jóval több energiát képes előállítani, mint a jelenlegi technológiák – akár négymilliószor több energiát szolgáltat kilogrammonként a fosszilis tüzelőanyagokhoz képest, miközben a folyamat nem jár szén-dioxid kibocsájtással.

A gyakorlati felhasználáshoz vezető út azonban elég rögös. A legkomolyabb kihívást a fúzióhoz szükséges rendkívül magas hőmérsékletek elérése és fenntartása jelenti, mivel lényegében tehát “lehozzuk a Napot a Földre” – a jelenlegi technológiák viszont még nem képesek fenntartani a plazmát elég hosszú ideig ahhoz, hogy nettó energianyereséget érjünk el, mivel a fúzióhoz szükséges feltételek fenntartásához nélkülözhetetlen energiabevitel jellemzően meghaladja a megtermelt energiát.

A WEST reaktor, ez az ITER projekthez hasonló kialakítású kísérleti tokamak – amelynek célja, hogy a világ legnagyobb, égő plazma fenntartására alkalmas tokamakja legyen – létfontosságú a fúziós kutatás előmozdításához. A WEST-et kísérleti tokamakként nem villamosenergia-termelésre szánják, ám az itt végzett kutatások természetesen kulcsfontosságúak a jövőbeni kereskedelmi reaktorokhoz szükséges technológiák kifejlesztéséhez.

A tokamak belsejében az intenzív környezetnek ellenálló anyagok kiválasztása az egyik legfontosabb kutatási terület. Kezdetben a WEST esetében szénfalakat használtak, amelyek könnyen kezelhetők, de elnyelték a tríciumot, amely a fúziós reakció kritikus üzemanyaga. Ezért 2012-ben a kutatók inkább váltottak a volfrámra, amely anyag az ITER esetében is felhasználásra kerül. A volfrám azért rendkívül alkalmas anyag, mert ellenáll az intenzív hőnek, de nem nyeli el a tríciumot. Természetesen ez az új fal sem mentes a kihívásoktól: például amikor mégis megolvad, akkor a plazmát is szennyezi.

A plazmán belüli anyagkölcsönhatások jobb megértése érdekében a PPPL tudósai továbbfejlesztett diagnosztikai eszközöket fejlesztettek ki, amelyek nyomon követik és elemzik a volfrám viselkedését. Ez a kutatás alapvető adatokat szolgáltat a reaktor tervezésének és működésének optimalizálásához, ami nemcsak a WEST, hanem az ITER tervezését is előrelendíti.

Világszerte egyébként más kutatóintézetek, mint például a Commonwealth Fusion Systems és a koreai KSTAR szintén volfrámot használnak reaktoraikban, és ezekkel korábban ők is rekordokat értek el – például a plazmát 100 millió Celsius-fokon tartották 30 másodpercig.

Saját rekordját döntötte meg a dél-koreai mesterséges nap A koreai tokamak fontos hozzájárulás a fúziós energia gyakorlati alkalmazása felé vezető úton.

Noha a kereskedelmi fúziós energia megvalósulásától még évtizedek választhatnak el minket, minden egyes áttörés, mint például tehát a cikk tárgyát adó WEST rekordja, közelebb visz bennünket a tiszta és korlátlan energia korszakához.

(Kép: a WEST belseje a volfrám (alakkal, ahol a fúziós rekordot elérték, forrás: CEA-IRFM)