A tokamak lényegében egy speciális fúziós reaktor, amellyel elméleti szinten először az ötvenes években foglalkoztak szovjet tudósok. Az elnevezés a toroidális mágneses összetartású csapda rövidítése. Vagyis a tokamak egy tórusz (az amerikai lyukas fánkra emlékeztető forgástest) alakú mágneses mező, amely közepén az extrém forró plazma csapdába kerül. Ebben a plazmában kerülhet aztán sor a fúziós reakcióra, mely során két könnyebb atom egyesül egy nehezebb atommá.

A tokamakot mesterséges napként is szokás emlegetni, mivel a Nap hasonló elven „működik”: óriási hőfok és nyomás alatt hidrogén atomok egyesülnek hélium atomokká, miközben nagy adag hő és radioaktív anyag távozik belőlük. A jelentős különbség a jelenlegi, maghasadáson alapuló atomerőművekhez képest éppen az, hogy ez a radioaktív anyag sokkal gyorsabban lebomlik olyan szintre, ahol már kimutatni sem lehet. Általánosságban tehát, egy ilyen a Napot „szimuláló” berendezésben a reakció során jelentős hőenergia szabadul fel, amit áramtermelésre lehet majd használni a fúziós reaktorokban, méghozzá jóval tisztább módon, mint a jelenlegi atomerőművek esetén.

Ez egyelőre még erősen kísérleti technológia, amit jelenleg nemzetközi összefogás keretében próbálnak kifejleszteni (International Thermonuclear Experimental Reactor/ITER), mely a Nemzetközi Űrállomás után a második legnagyobb tudományos együttműködés a világon, melyben 35 nemzet, köztük hazánk is részt vesz (erről a lenti cikkben írtunk).

Magyarországon tesztelik a világ első fúziós reaktorának az egyik legfontosabb biztonsági technológiáját A hazai Energiatudományi Kutatóközpontban tesztelik a berendezést, melynek feladata, hogy adott esetben gyorsan leállítsa a fúziós reakciót.

A most szóban forgó kísérleti tokamak, a KSTAR épp azt a tudományos erőfeszítést jelenti, amivel Dél-Korea hozzájárul ehhez a kiemelten fontos tudományos projekthez. A KSTAR építését 2007-ben fejezték be, és először 2008-ban generált plazmát. Az első rekord 2016-hoz köthető, amikor ez a kísérleti tokamak 50 millió Celsius-fokot tartott fenn 70 másodpercig. Ezt a rekordot aztán a kínai EAST tokamak (szintén az ITER-projekt része) döntötte meg 2017-ben, ekkor ugyanis 102 másodpercen keresztül sikerült fenntartani a plazmaállapotot.

Mint azt a mostani rekordról beszámoló New Atlas írja, a cél azonban egy ilyen eszköz esetén a 100 millió Celsius-fokos plazmahőmérséklet átlépése – ez pedig először a világon szintén a KSTAR-ban történt meg 2018-ban, de csak 1,5 másodpercig. Ezt az időt sikerült aztán 2019-ben 8 másodpercre kitolni, és most elérték a világrekord félpercet. Az eredményhez hozzájárult a KSTAR fejlesztése – így a mágneses mező és a hűtőrendszer optimalizálása. A következő nagyobb mérföldkő a forró plazmaállapot megőrzése több mint 300 másodpercen keresztül, amire 2026-ban kerülhet sor.

Korábban egyébként a szakértők úgy fogalmaztak, hogy még legalább 30 évre van szükség, mire ezek a mostani kísérletek gyakorlati eredményt fialnak.

(Fotó: A KSTAR kísérleti tokamak, forrás: ITER)

További cikkek a témában:

Mini-csillag születik a Földön: négy év múlva üzembe helyezik az első gazdaságosan működő fúziós reaktort Miközben a világ szeme az ITER-en van, csendben épülnek a sokkal kisebb tokamakok is, a SPARC lehet az első, amely tényleg képes több energiát termelni, mint amennyit igényel a működése.

Olyan erős mágnes készül, ami képes lenne megemelni egy repülőgép-hordozót is A Nemzetközi Kísérleti Termonukleáris Reaktor nemrég megkapta annak a mágnesnek az első elemét, ami létfontosságú lesz a fúziós energia előállításához.

A világ legnagyobb fúziós reaktorának már 78%-a felépült és az ezer tonnás központi mágnes is hamarosan megérkezik A 35 nemzet részvételével készülő hatalmas erőmű belsejébe nyerhetünk bepillantást az ITER Organization jóvoltából.