Újabb jelentés az ígéretek földjéről

Lehetséges, hogy már 2030-ban? Vagy inkább a századunk közepére? De talán csak még további évtizedek múlva?

Nem egy kvízjáték nyerő vagy buktató kérdései ezek, hanem lehetséges életfontosságú válaszok hordozói. A klímaveszélyt elhárító, de legalábbis csökkentő, új, ígéretes, nagy volumenű villamosenergia-termelési mód, a fúziós erőművek tömeges és mielőbbi alkalmazására irányuló, feszítően fontos, sürgős válaszokat igénylő kérdések ezek.

Magának a lehetőségnek az elgondolása és legalább tudományos kutatási szinten való megvalósítása sok évtizedre nyúlik vissza, amikor két nagy (szovjetorosz) fizikus, Igor Tamm és Andrej Szaharov úttörő elgondolása alapján megépítették az első kísérleti fúziós reaktort, a tokamakot. A betűszó orosz kifejezésből származik, magyarul: tóruszkamra mágneses tekercsekkel. Az első tokamakot 1956-ban kezdték Moszkvában tanulmányozni a tudósok. Ez olyan elektromágnes, amely képes a fúziót létrehozó, nagyságrendileg százmillió fokos plazma tárolására. A nemzetközi összefogással 2006-ban létrehozott ITER kutatóközpontban is közel abszolút nulla fokon (ez az érték kereken mínusz 273 Celsius-fok) működő tokamakon kísérleteznek.

Biztató a klímaválság leküzdésében, nemkülönben az emberiség növekvő villamosenergia-éhségének kielégítésében, hogy ma már a fúziós energetikában egyre több helyen túlléptek a tudományos kísérletezésen, és ami még fontosabb, hogy immár vállalatok sora is színre lépett, nem egy esetben a „hagyományos” tokamaktól eltérő megoldásokkal is. Egy ilyen lehetőségről számolt be nemrég a villamos és elektronikus mérnökök nemzetközi szervezetének (IEEE) tudományos folyóirata, a Spectrum. 

Ne ijedjünk meg, mert ezúttal nem a néhány évtizeddel ezelőtti, botrányos, hírhedt „meleg szupravezetés” folytatói ügyködnek, minthogy azért ez a magas hőmérséklet is mínusz 200-250 fokot jelent. A technológia is sok tekintetben eltér a hagyományos tokamaktól, bár ma még ez sem olcsó, sőt igencsak drága eljárás. De nem is veti el az elődök eredményeit, már csak azért sem, mivel a CFS számos vezető kutatója, műszaki munkatársa maga is jelentős időt töltött az ITER-ben. Különösen vonzó jelenség, hogy nem egy megoldást át is vettek a nemzetközi kutatásból. Ahogyan a CFS egyik vezető munkatársa megjegyezte: „Sok tekintetben mindnyájan az ITER vállain állunk.” Ami viszont nagyon is előremutató, hogy jó néhány tudományos műhely, köztük például a világhírű MIT műegyetem, nemkülönben jelentős vállalatok is résztvevői ennek a projektnek. Ezek, a fúziós energiával foglalkozó vállalatok igencsak tekintélyes összeget fektettek be eddig: 2021 óta több mint ötmilliárd dollárt! Mi az előnye az általuk fejlesztett megoldásnak? Egyrészt a magasabb szupravezető hőmérséklet könnyebbé teszi a nagy mágneses tér létrehozását, másrészt, és ez nagyon lényeges, kisebb, kevésbé komplex és olcsóbb rendszereket lehet előállítani. Ez nagy előny a beruházáskor és az építéskor, sőt az üzemeltetésben és a karbantartásban is. Fontos párhuzam, hogy a fissziós (hasadásos) atomerőművek terén is hasonló megközelítés tanúi lehetünk, mivel igencsak nagy fellendülésben van a kis, kompakt atomerőművek (small modular reactors – SMR) iránti igény.

Úgy tűnik, a CFS és vállalkozótársainak az erőfeszítései már a viszonylag közeli jövőben gyakorlati megvalósulássá válnak. Mindenesetre biztató, hogy a tekintélyes Journal of Plasma Physics folyóirat hét cikkből álló sorozatot jelentetett meg a CFS Sparc nevű fúziós erőműjének fejlesztéseiről. Ebben azt (is) jósolják, hogy 50, sőt akár 100 megawattos teljesítményt is tud produkálni, miközben a Q faktora nagyobb tíznél. Hogy mi is ez a faktor? Azt mutatja, hogy hányszorosan több energiát produkál kimenetén az erőmű, mint amennyit a működéséhez bele kellett táplálni. Egyelőre még a legtöbb kísérleti fúziós eszköz vagy egy alatt toporog, vagy ha akad, amely meg is haladta (például a lézeres megoldás), az is éppen csak kicsivel egy fölött. Természetesen a CFS eszközén is van még bőven fejlesztenivaló, nem is csekélység: egyebek között az, hogy a fúziós erőmű hogyan csatlakoztatható a hálózatra.

Ilyen például a Helion Energy igencsak merész jóslata, amely szerint a tervezés alatt álló reaktora már 2028 elejére 50 megawattot fog produkálni. Nos, ki tudja… Ez a kétely annak szól, hogy a Helion Energy voltaképpen egy startup vállalkozás. Némileg hitelesebbnek tűnik a Fúziós Energia Társaságban (FIA) tömörült vállalati szakemberekkel készített előrejelzés. A válaszolók igen tekintélyes arányban, 93 százalékban úgy vélik, hogy a fúziós eszközök már 2030-ra energiát adnak a hálózatba. Mi több, a legmerészebbek szerint akár a század közepén már fúziós erőművek tucatjai – akár százai – adnak le villamos teljesítményt a hálózatokba. 

Meglehet. Mindenesetre e sorok írója akkor majd lenéz a felhők mögül, vajon tényleg megvalósultak-e a bizakodó jóslatok. És ha igen, akkor kísérik-e mellékhatások, amelyek gyengítik ezeknek az alkalmazásoknak a hasznát. Éppúgy, mint Földünkön mindegyik más alkalmazásét is.