A nukleáris fúzió terén a Huanliu-3 (HL-3) tokamakban sikerült egy fontos, mi több, megkerülhtetetlen technológiai lépést elérni. A HL-3-at egyébként a sajtó általában előszeretettel emlegeti Kína “mesterséges napjaként” – ami bár drámaian hangzik, de nem csúsztatás, hiszen lényegében ugyanarról az energiatermelési folyamatról beszélhetünk, mint a Nap esetében. A mostani hírről az Interesting Engineering számolt be.

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 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 kibocsátással.

A gyakorlati felhasználáshoz vezető út azonban rögös. A legkomolyabb kihívást a fúzióhoz szükséges rendkívül magas hőmérsékletek elérése és fenntartása jelenti, mivel lényegében ugye “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.

Itt jön képbe tehát a mostani előrelépés, amit egy fejlett mágneses mező-struktúra felfedezése tette lehetővé. Ezt az irányított mágneses mezőt a világon először tehát ebben a tokamakban sikerült elérni, de azért nemzetközi közös kísérletek gyümölcséről beszélhetünk: a 2023 végén induló kísérletsorozatban 17 kiemelkedő kutatóintézet és egyetem vett részt globálisan köztük a Francia Alternatív Energiák és Atomenergia Bizottság és a japán Kiotói Egyetem.

A kínai tervezésű és fejlesztésű HL-3 tokamak az ország legnagyobb és legfejlettebb magfúziós eszköze. 2023 augusztusában pedig ez a kísérleti tokamak már elért egy jelentős mérföldkövet azzal, hogy 1 millió amperes plazmaáram mellett működött.

A mostani áttörés azért különösen fontos, mivel ez teszi lehetővé a túlhevített plazmának a tokamakban történő szabályozását, ami értelemszerűen elengedhetetlen a tartós magfúzió eléréséhez. Vagyis az újonnan felfedezett mágneses konfiguráció nagy lépést jelent a gyakorlati magfúziós energia megvalósítása felé. Ezt az ellenőrzött magfúziót pedig – mint azt az ilyen híreknél mindig elmondjuk – az energiakutatás szent gráljának tekintik, és a fentiek alapján nem is alaptalanul.

(A HL-3, forrás: CNNC)