A kutatók évtizedek óta próbálkoznak magfúzióval – megismételve a Napban zajló energiatermelő folyamatot. A kaliforniai Lawrence Livermore Nemzeti Laboratórium munkatársai először állítottak elő a befektetettnél jóval több fúziós energiát. A kísérlet hatalmas lépés afelé, hogy korlátlan mennyiségben legyen tiszta energiánk, amely segíthet megszüntetni a fosszilis tüzelőanyagoktól való függést.
A magfúzió akkor következik be, amikor két vagy több atom egy nagyobb atommá olvad össze, a folyamat hatalmas mennyiségű energia termelésével jár. Ellentétben az atommaghasadástól, a fúzió nem termel hosszú élettartamú radioaktív hulladékot.
A világ egyik legjobban felszerelt fúziós kutatóhelye a kaliforniai Lawrence Livermore Nemzeti Laboratórium. Az év elején ott jelentették be, hogy magfúzióval pótolni tudták a plazmaállapotú anyag sugárzási és hővezetési veszteségét. Az amerikai kutatók 192 lézersugár segítségével fűtöttek fel körülbelül két milliméter átmérőjű kapszulát, amely a hidrogén két izotópjából, deutériumból és tríciumból álló üzemanyaggal volt megtöltve. A lézerek az anyagot olyan forró plazmaállapotba vitték, amikor a deutérium és a trícium héliummá egyesül egy neutron létrejötte és energia felszabadulása mellett.
A 2021-ben végzett legjobb kísérletben a lézer energiának csak kb. 60 százaléka keletkezett a fúziós reakcióban, tehát a folyamat továbbra sem volt hatékony. Ráadásul ezt a kísérletet egy évig nem tudták megismételni. Ehhez képest óriási előrelépést jelentett be ma Jennifer Granholm amerikai energiaügyi miniszter.
A „jelentős tudományos áttörés, mérföldkő ” lényege, hogy először termeltek lényegesen több energiát a fúzióval, mint amennyi lézerenergiát használtak a fúzió létrehozásához. Az úgynevezett „nettó energianyereség” jelentős: a kísérlet során 2,05 megajoule energiát fektettek be és 3,15 megajoule fúziós energiát nyertek ki – azaz, több mint ötven százalékkal több energiát termeltek, mint amennyit befektettek. Ez az első alkalom, hogy egy fúziós kísérlet jelentős energianövekedéssel járt. Az áttörést a Lawrence Livermore National Laboratory kaliforniai National Ignition Facility tudóscsoportja érte el december ötödikén – egy sportstadion méretű, 192 lézerrel felszerelt létesítményben.
Még mindig nagyon messze vagyunk azonban az első fúziós erőműtől. – Az amerikai projekt, bár úttörő, csak körülbelül 7,5 liter víz felforralásához elegendő energiát termelt - mondta a CNN-nek Tony Roulstone, a Cambridge-i Egyetem Műszaki Tanszékének fúziós szakértője. Ez talán nem tűnik soknak, de a kísérlet rendkívül jelentős, mert a tudósok bebizonyították, hogy az elméleti és modellszámítások közel járnak a valósághoz, valójában több energiát tudnak létrehozni, mint amennyit befektettek.
Egyes korábbi mágneses összetartású fúziós kísérletek, köztük az Egyesült Királyságban végzettek, már több energiát termeltek, de közel sem jártak az amerikaihoz mérhető energianyereséggel. Az év elején a britek rekordot jelentő, 59 megajoule energiát termeltek – körülbelül 20-szor annyit, mint az amerikai projekt, azonban az energiamérleg nem volt pozitív.
Csüggedni nem szabad. Tony Roulstone azzal példálózott, hogy a chicagói tudósok az első maghasadásos atomreaktort 1942-ben mindössze öt percig üzemeltették. Tizenöt évvel később Pennsylvaniában üzembe helyezték az első amerikai atomerőművet. A fúziós erőmű elkészítése ennél biztos tovább fog tartani, mivel a technológia sokkal bonyolultabb.
– Egy fúziós erőműhöz számos technológiai elem kell, ami nem világos, hogy megoldható-e egyáltalán a lézeres fúzióval – reagált a hírre Zoletnik Sándor, az ELKH Energiatudományi Kutatóközpont Fúziós Plazmafizikai Laboratórium vezetője. A magyar fizikus októberben az amerikai fizikai társulat éves plazmafizikai konferenciáján járt, ahol egy előadás a mostani bejelentés előzményeit ismertette. A szakember szerint nagyon messze vagyunk még attól, hogy fúzió segítségével folyamatosan, nagy mennyiségben elektromos energiát termeljünk. Ez egy fontos eredmény az ehhez vezető úton, aminek célja annak igazolása, hogy földi körülmények között is előállíthatunk fúzióval elektromos energiát.
