Az ELKH Energiatudományi Kutatóközpont (EK) részvételével zajló EUROfusion konzorcium kutatóinak és mérnökeinek fenntartható fúziós körülményekkel 59 megajoule energiát sikerült felszabadítaniuk a világ egyik vezető fúziós berendezésében, az oxfordi Joint European Torusban (JET) végzett kísérleteik során.

Az Egyesült Királyság Atomenergia Hatósága (UKAEA), az EUROfusion és az ITER képviselői egy 2022. február 9-én tartott hibrid sajtóeseményen vitatták meg a JET rekordkísérletek eredményeit. Az EUROfusion konzorcium tagjai öt másodperc alatt rekordmennyiségű, 59 megajoule fúziós energiát szabadítottak fel a JET berendezésben, amely a kísérlet során átlagosan körülbelül 11 megawatt fúziós teljesítményt – azaz másodpercenként 11 megajoule energiát – ért el fenntartható körülmények között. Az Európai Bizottság társfinanszírozásával megvalósuló projektben 4800 szakértő, diák és munkatárs vesz részt egész Európából. A mérföldkőnek számító eredmény, az új fúziós energiarekord  jól mutatja a fúzióban rejlő békés célú energiatermelési lehetőségeket. A mostani rekord annak a kísérletsorozatnak a keretében született, amelynek célja több mint két évtized fúziós kutatási eredményeinek tesztelése. Ehhez adódik még hozzá a világ legnagyobb kísérleti fúziós berendezéséhez, az ITER-hez kapcsolódó nemzetközi projekt optimális indulására való felkészülése is. Az eredmények teljes mértékben megfelelnek az előrejelzéseknek, és egyben megerősítik az ITER tervezési alapjait. 

A sajtótájékoztatón részt vett George Freeman, az Egyesült Királyság tudományos, kutatási és innovációs minisztere, Vale de Almeida, az Európai Unió egyesült királyságbeli nagykövete, Tony Donné, az EUROfusion programvezetője, Ian Chapman, az UKAEA vezérigazgatója és Tim Luce, az ITER vezető tudósa. A most bejelentett rekord az elmúlt évek eredményeinek fényében is kiemelkedő, látványos példája a biztonságos, fenntartható és alacsony szén-dioxid-kibocsátással járó fúziós energiatermelésben rejlő lehetőségeknek. 

A JET a világ legnagyobb – és az egyetlen valós fúziós üzemanyaggal működni képes – tokamak berendezése, amely az UKAEA oxfordi telephelyén található.

Itt sikerült most a kutatóknak az 1997-es 21,7 megajoule-os fúziós energiarekordot több mint a kétszeresére növelve megdönteniük. Ami ezt a hatalmas áttörést többek között lehetővé tette, az a szénszálas anyagok volfrám és berillium alapúra történő cseréje a JET falában. A korábban használt fal annak ellenére, hogy ellenállt az olvadásnak, a hidrogén izotópokat, „úgy vette fel, mint a szivacs”. Ennek a tapasztalatnak köszönhetően az ITER megépítéséhez is ezeket a fémeket fogják felhasználni. A rekord annak az 30 tagból álló nemzetközi EUROfusion által tervezett kísérletsorozatnak a keretében született, amelynek célja több mint két évtized fúziós kutatási eredményeinek tesztelése, valamint a nemzetközi ITER-projekt optimális indulására való felkészülés. Az eredmény és a hozzá kapcsolódó kísérleti adatok és technológiák meghatározók a Dél-Franciaországban épülő ITER jövőbeli sikere szempontjából is.

Az ITER kísérleti berendezés Dél-Korea, az Európai Unió, India, Japán, Kína, Oroszország és az USA között született nemzetközi együttműködés eredménye, amely mind méretében, mind fejlettségében túlmutat a JET-en. A tudományos kutatómunka mellett az ITER elsődleges célja a fúziós energiatermelés technológiai megvalósíthatóságának demonstrálása. Az energiatermelés szén-dioxid-mentesítése elengedhetetlen az éghajlatváltozás hatásainak csökkentéséhez. A fúzió mint biztonságos, hatékony, valamint alacsony szén-dioxid-kibocsátású energiaforrás hosszú távon jelentős szerepet játszhat ebben a folyamatban.

Ennek fontos mérföldköve a mostani bejelentés, az új fúziós energiarekord.

„A közel ipari léptékű teljesítményszinten hosszan fenntartott deutérium-trícium fúzió jelentős megerősítést jelent a fúziós kutatások világméretű küldetésében részt vevő szakemberek számára. A JET-en elért eredmények igazolják, hogy az ITER-kísérlettel jó úton haladunk a fúziós energiatermelés megvalósítása felé” – mondta Dr. Bernard Bigot, az ITER főigazgatója.

„Ez az eredmény az EUROfusion Európa-szerte működő kutatócsoportjai több éves felkészülésének köszönhető. A rekord és azok az ismeretek, amelyeket a fúzióról ilyen körülmények között szereztünk, valamint hogy ezek teljes mértékben egybeesnek az előrejelzéseinkkel, azt mutatják, jó úton járunk a fúziós energia jövőbeli világa felé. Ha fenn tudjuk tartani a fúziót öt másodpercig, akkor a berendezéseink továbbfejlesztésével ezt megtehetjük öt percen, majd öt órán keresztül is” – hangsúlyozta Tony Donné, az EUROfusion program vezetője. Hozzátette: „Ez egy nagy pillanat az egész fúziós közösség számára. Döntő fontosságú, hogy a valós körülmények között megszerzett üzemeltetési tapasztalataink nagy önbizalmat adnak az ITER jövőbeni kísérleteihez és a hálózati energiatermelésre tervezett európai demonstrációs erőmű létrehozásához (EU DEMO).”

„A fúziós energia termelése a kutatók sok évtizedes álma, amelyet a magyar származású Teller Ede az elsők között javasolt. Már a kezdeteknél világos volt, hogy a feladat bonyolult, de a technológiai és elméleti fejlődés töretlen maradt. Az 1970-es évekre kiderült, hogy nagy és bonyolult berendezésekre lesz szükség, amelyeket csak széles nemzetközi együttműködésben lehet megalkotni. Erre a legfontosabb példa az Európai Unió támogatásával épített és többek között magyar részvétellel is üzemeltetett JET berendezés. A mostani eredmény a magyar fúziós kutatóközösség számára is megerősítés arról, hogy érdemes az ITER berendezésbe fektetett hazai munkát fokozni” – emelte ki Dr. Zoletnik Sándor, az EK Fúziós Plazmafizika Laboratóriumának vezetője.

Az EK több laboratóriuma, elsősorban a Fúziós Plazmafizika Laboratórium és a Fúziós Technológia Laboratórium is részt vesz a világ fúziós kutatási projektjeiben.

Köztük a JET-ben is, így többek között az Egyesült Királyságban, Németországban, Csehországban, Japánban, Kínában és Dél-Koreában is együttműködéseket alakítottak ki. Az EK kutatói fejlesztik például az ITER berendezés egyik biztonságvédelmi rendszerét. A JET plazma szélén a sűrűséget egy magyar-angol kutatócsoport méri lítiumatomok belövésével. Ebben a mérési módszerben az EK Fúziós Plazmafizikai Laboratóriumának kutatói elismerten a legjobb szakértők a világon. Saját fejlesztésű mérőeszközeiket a JET mellett a világ több nagy fúziós berendezésére is megépítették.