Blöff vagy forradalom: Fúziós reaktor az amerikai hadihajókon
2019 / 11 / 15 / Justin Viktor
Blöff vagy forradalom: Fúziós reaktor az amerikai hadihajókon
Kompakt fúziós reaktort szabadalmaztatott az USA haditengerészete. Áttörést történt az amerikai energia dominanciában? Egyelőre nem világos, hogy ez a szabadalom valóban monumentális tudományos áttörést jelent-e. Néhányan azt állítják, hogy ez csupán egy dezinformációs művelet, egy kísérlet arra, hogy zsákutcába juttassák Amerika versenytársainak kutatásait.

Felfutóban az USA kőolaj- és gáztermelése a Shale Gale-nek (kb. pala-robbanás) elnevezett gyűjtőfogalom miatt, ami alatt az unkonvencionális gáz és olajkitermelést, a vízszintes fúrást, a repesztéses olajbányászatot, és palagáz piacnyerését szokás érteni. Ez természetesen ösztönzi Donald Trump amerikai elnök energia dominanciáról szóló narratíváját és az a közelmúltban nem várt irányból, az Egyesült Államok  Haditengerészetétől (USN) is támogatást kapott. Az Egyesült Államok Haditengerészeti Tengeri-Légi harci Központjának Légijármű-osztálya (NAWCAD)ugyanis szabadalmat nyújtott be egy kompakt fúziós reaktorhoz (CFR) a múlt hónapban, amely állításuk szerint javíthat a hasonló „plazma-kontroll” technológiát alkalmazó Lockheed Martin Skunkworks CFR hiányosságain.

A scifi császára

A kifinomult tervek mögött az Amerikai Haditengerészet rejtélyes kutatója, Dr. Salvatore Cezar Pais áll, aki utoljára a szobahőmérsékletű szupravezetők és egy gyanúsan UFO-szerű, „antigravitációs” technológiát alkalmazó repülőgép szabadalmaztatása kapcsán szerepelt a hírekben.

A minimum 23. századinak nevezhető katonai vonatkozású szabadalmakat zsinórban publikáló tudós rejtélyes alak. Dr. Paisnak nincs weblapja, Facebookja, Twittere, fényképe sehol. Ő Dr. John Doe, Dr. Who és Tony Stark egy személyben. A rákereshetetlen ember.

Ha mindez tudományos fantasztikumnak hangzik, az azért lehet, mert az is. A nukleáris fúzió, a napot működtető reakció, évtizedek óta a tudományos közösség illékony álma. Elméletileg egy fúziós erőmű szinte korlátlan mennyiségű tiszta, biztonságos energiát képes előállítani kis mennyiségű villamosenergia és egy marék hidrogénizotóp felhasználásával.

Billió wattos fúzió

Mivel egy laborban nem lehet reprodukálni a csillagokban ható gravitációs erőt, a fúziós reakciót sem lehetséges tökéletes formájában létrehozni, de ez persze nem gátolja meg a tudósokat a próbálkozásban. Az Egyesült Államok Haditengerészetének szabadalma azt állítja, hogy létrehozható ez a gigászi mennyiségű energia egy kompakt eszközben, forgó dinamikus fúzorok (plazma tároló eszközök) alkalmazásával, amelyek oly módon tartják a plazmát stabilan, hogy "utánozzák" a nap tömegét - jelentsen ez bármit is.

A szabadalom azt is állítja, hogy az így létrejövő fúziós reakció nettó energianyereséget eredményez (azaz több energiát bocsát ki, mint a rendszerbe jut), ami példa nélküli, első ilyen esemény lenne az ember alkotta fúziós (vagy bármilyen egyéb) reaktorok történetében.

Elméletileg Pais koncepciója egy gigawatt-tól (egymilliárd watt) 1 terawatt-ig (egy billió watt) képes teljesítményt előállítani, egy megawatt (egymillió watt) energia felhasználásával. Referenciaként vegyünk egy nagy atomerőművet, az körülbelül 1 gigawatt energiát termel, ami körülbelül 700 000 amerikai ház éves ellátásához elegendő.

Elavult atomreaktorok

Ha működik, a haditengerészet szabadalmaztatott CFR-je helyettesítheti a közel 150 hajójukban használt, maghasadáson alapuló atomreaktorokat - melyek legtöbbje a 100 MW-os teljesítménytartományban működik. Valójában a kisebb, autó méretű CFR bármilyen békés vagy háborús forgatókönyvben felhasználható ahol energiára van szükség, a hajóktól repülőgépeken és tankokon át a távoli katonai bázisok ellátásáig terjedő skálán.

A készülék átmérője mindössze 0,3–2 méter, nem csoda hát, hogy a tudományos közösség kritikus vizsgálat alá vette, különösen mivel ahelyett, hogy a szupravezető mágneseket használnának mint a nagyobb, tradicionális fúziós tervekben, Pais a már említett kúp alakú dinamikus fúzorokat alkalmazza. Ezek rendkívül nagy sebességgel forognak, hogy folyamatos, koncentrált mágneses fluxust hozzanak létre, amely elméletileg képes fenntartani az áramtermeléshez szükséges plazmaállapotot. (Fluxuskondenzátort nem használnak, ilyen készülék nem létezik, bár önbefűző Nike cipő már van, és a Hoverboard-al is lankadatlan folynak a kísérletek.) Ez a hatalmas mágneses fluxus ezután összenyomja az izotópos hidrogén-gázkeveréket, hogy plazmamagot képezzen a vákuumkamrában, amely elég magas hőmérsékletet képes elérni ahhoz, hogy valódi fúziót biztosítson nullszaldós energiával.

Az energianyereség elérése, főleg egy kompakt készülékkel, óriási eredmény lenne nem csak az Egyesült Államok Haditengerészetének, hanem az egész bolygó számára. Ez a szén alapú gőzgép és a benzinüzemű belsőégésű motor felfedezéséhez hasonló technológiai forradalom lenne, csak több nagyságrenddel nagyobb energiával, ami ráadásul biztonságos és mentes a károsanyag kibocsátástól.

Money, money, money

És bár a magfúziót gyakran olyan technológiának nevezik, ami „mindig épp harminc évvel lesz előttünk”, az éghajlatváltozás veszélye már eddig is fokozta a siker elérése érdekében tett erőfeszítések lendületét. Az Eni SpA energiaóriás, nemrégiben 50 millió dollárt fektetett be a Commonwealth Fusion Systems (CFS) társaságba, egy olyan vállalatba, amelyet hat MIT egyetemi professzor alapított. Jeff Bezos és Bill Gates milliárdosok támogatják a Breakthrough Energy Ventures-t (BEV), egy olyan csoportot, amely elkötelezte magát a fúziós kutatás finanszírozására.

Magfúzió

A magfúzió 15 millió Celsius fokot meghaladó hőmérsékleten megy végbe, amelyet más eljárások mellett úgy is el lehet elérni, hogy az üzemanyagot (főként a deutérium és a trícium hidrogén izotópokat) bejuttatjuk a plazmamezőbe. A plazmán keresztüli magfúzió megvalósításának első terveit még a Szovjetunió készítette az első Tokamak-reaktor építéséhez, amely elkészülte után néhány másodpercnél tovább nem volt képes fenntartani a fúziós körülményeket.

Manapság számos ilyen tokamak-fúziós projekt létezik a világon. Kína a Kínai Fúziós Műszaki Tesztreaktoron (CFETR) dolgozik, hogy az a 2020-as években működőképessé váljon, Dél-Koreában található a KSTAR tokamak, amely rekordidejű 70 másodpercen keresztül volt képes fenntartani a plazmaüzemelést.

Messze a legnagyobb projekt azonban a Nemzetközi Termonukleáris Kísérleti Reaktor (ITER), amely az EU, India, Japán, Kína, Dél-Korea és az Egyesült Államok együttműködésével működik. Az ITER egy hatalmas fúziós reaktor létesítmény, melynek célja körülbelül 500 MW fúziós energia előállítása, mindössze 50 MW bemeneti energiával. Ez tízszeres energia-gyarapítás szemben a haditengerészet CFR-jének állítólagos milliószoros energiamennyiség-növekedésével. Az ITER projekt az alternatív tiszta energia megtalálásának nemzetközi elkötelezettségét képviseli az éghajlatváltozással szemben.

(Forrás: Forbes Fotó: Wikipédia, US Navy)


Kövesd a Rakétát a Facebookon is!
Kövess, üzenj, kommentelj a Rakéta Facebook oldalán!
Jól aludni – a legtermészetesebb dolog a világon vagy kifinomult művészet?
Az alvásterapeuta tippjei az alvás higiéniájáról. A fák közötti és a madárházban való alvásról – a legeredetibb alvóhelyekről. És mit csinál valójában egy alvásszakértő sommelier?
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.