Bár a gyakorlati megvalósítás évtizedekig csak álom maradt, a fúziós reaktorok új generációja, a sztellarátorok, most fordulópontot hozhatnak ebben a történetben. Három vállalat – a Thea Energy, a Proxima Fusion és a Type One Energy – legújabb bejelentései azt mutatják, hogy a sztellarátor-technológia gyorsabb ütemben fejlődik, mint valaha, és ez döntő lépés lehet a fúziós energia irányába vezető úton. Minderről Sabine Hossenfelder beszélt a Youtube csatornáján.

A fúziós energiát úgy állítják elő, hogy atommagokat rendkívül magas hőmérsékleten összepréselnek – ugyanúgy, ahogy a Napban is zajlik ez a folyamat. A Földön azonban nem elég elérni ezeket az extrém hőfokokat; az így keletkező forró plazmát hosszabb ideig stabilan fenn is kell tartani, hogy a reakció folyamatos maradhasson. Ez a feladat azonban hatalmas mérnöki kihívást jelent.

A tokamak típusú reaktorok – ami jelenleg a legelterjedtebb fúziós technológia – mágneses és elektromos mezőket alkalmaznak arra, hogy a plazmát egy fánk alakú (toroid) kamrában tartsák. Ezek a berendezések már komoly eredményeket értek el: Kína EAST tokamakja például több mint 1000 másodpercig, míg Franciaország WEST tokamakja 1300 másodpercnél is tovább tudta fenntartani a plazmát. Ezek azonban csak kontrollált kísérletek voltak, és nem termeltek valódi energiát. A brit JET (Joint European Torus) reaktor pedig – bár 2023 októberében minden eddiginél közelebb jutott a pozitív energiamérleghez – végül leállításra került, mivel az ismétlődő plazmazavarok hosszú távon károsították a berendezést.

A tokamakokkal szemben a sztellarátorok viszont nem támaszkodnak belső plazmaáramokra a mágneses tér fenntartásához. Ehelyett külső mágneseket használnak, melyeket bonyolult, háromdimenziós formákba hajlítanak, hogy stabil és tartós mágneses mezőt hozzanak létre. Ez a felépítés eleve stabilabbá teszi a rendszert, így a sztellarátorok folyamatos működésre is alkalmasak – ami értelemszerűen kiemelt szempont egy jövőbeli erőmű számára.

Akkor miért nem eleve ezzel kísérleteztek? Korábban a legnagyobb akadályt ezeknél az eszközöknél a rendkívül komplex felépítés jelentette: a mágneses tekercsek megtervezése és megépítése hatalmas számítási kapacitást és rendkívüli precizitást igényelt – sok alkatrészt kézzel formáltak. Azonban a legújabb fejlesztések, különösen a gépi tanulás, a mesterséges intelligencia és a precíziós gyártás terén, gyökeresen megváltoztatták a helyzetet.

Mindennek megfelelően 2025 elején három különböző cég jelentett be fontos előrelépéseket, amelyek új lendületet adhatnak a sztellarátor-technológia fejlődésének:

Thea Energy (USA)

Januárban a Thea Energy négy tudományos cikket tett közzé, melyek egy újfajta sztellarátor-koncepciót, az úgynevezett „síktekercses” dizájnt ismertetik. A megoldás lényege, hogy szoftveralgoritmusok segítségével leegyszerűsítik a tekercsek geometriáját, így a komplexitás nagy része átkerül a számítási folyamatokra a hardver helyett. Márciusban pedig sikeresen bemutatták, hogy prototípusuk több mint 3 tesla erősségű mágneses teret képes előállítani – ami elegendő a plazma bezárásához egy fúziós rendszerben.

Proxima Fusion (Németország)

Februárban ez a német startup bemutatta a Stellaris nevű kereskedelmi célú sztellarátor tervét, és mellé egy nyílt hozzáférésű tudományos cikket, valamint egy nyílt forráskódú szimulációs programot is közzétett. A céljuk, hogy 2031-re elkészüljön az első működő demonstrációs modell. Ez az átlátható és nyílt hozzáállás pedig közel olyan fontos, mint a fentebb említett eredmények.

Type One Energy (USA)

Alig egy héttel később az amerikai Type One Energy részletes tervet tett közzé az Infinity Two nevű kísérleti üzemről, amely akár 800 megawatt fúziós energiát is képes lenne termelni. Ez a koncepció már túlmutat az elméleten – egy teljes, működőképes fúziós erőmű tervét mutatja be. A vállalat célja, hogy a 2030-as évek közepére működő berendezéssel álljon elő.

A három bejelentés közeli időzítése jól tükrözi, hogy a sztellarátor-fejlesztés köré egy szoros és rendkívül együttműködő nemzetközi közösség alakult ki. Ezek a cégek nem titkolják a fejlesztéseiket, hanem nyíltan megosztják terveiket, sőt a szoftvereiket is egymással – ez a meglepő, de tudatos stratégia egyszerre növeli a befektetők bizalmát, és felgyorsítja a technológia fejlődését világszerte. Ez a nyitottság egyébként éles ellentétben áll azzal a korábbi gyakorlattal is, amikor a fúziós kutatás szigorúan ellenőrzött és gyakran titkosított is volt. Ma már a legújabb fejlesztési tervek bárki számára elérhetők online – ez önmagában is mutatja, milyen hatalmas változáson ment keresztül a terület.

Félreértés ne essék, a nukleáris fúzió még mindig komoly mérnöki kihívásokat tartogat, ám a sztellarátorok körüli fejlődés vitathatatlanul új korszakot jelez. A Thea Energy, a Proxima Fusion és a Type One Energy legutóbbi áttörései alapján a fúziós kutatás elérkezett ahhoz a ponthoz, ahol a magánszektor innovációja, a nyílt tudományos együttműködés és az új technológiák együttes ereje kézzelfogható közelségbe hozhatja a tiszta és gyakorlatilag korlátlan energia korszakát.

(A cikkhez használt képet az AI generálta/Rakéta.hu)