Útnak indul a világ legerősebb mágnese, hogy egy soha nem látott fúziós kísérletet végezzenek vele

Útnak indul a világ legerősebb mágnese, hogy egy soha nem látott fúziós kísérletet végezzenek vele

A mágnes első részét – amely 280 ezerszer erősebb mágneses mezőt fog létrehozni, mint amit a Föld produkál – Franciaországba szállítják, ahol az egy korszerű fúziós reaktort fog működtetni.

A fenntartható magfúzió megnyitná az utat a korlátlan megújuló energia felé, ami csökkentené a fosszilis tüzelőanyagok elégetéséből származó, az éghajlatváltozáshoz hozzájáruló szén-dioxid-kibocsátást – jrja a Hirado.

A központi szolenoidként ismert mágnes alkotja majd a világ legnagyobb fúziós reaktorának, az ITER-nek a szívét, ami latinul annyit tesz: „az út”

– tudhattuk meg a Live Science tudományos hírportál cikkéből.

A magfúzió során kisebb atomok egyesülnek, hogy nagyobbakat hozzanak létre – ez a reakció hatalmas mennyiségű energiát szabadít fel.

A teljesen összeszerelt központi szolenoid 18 méter magas és 4,3 méter széles lesz, valamint képes lesz 13 tesla mágneses mezőt létrehozni – amely mintegy 280 ezerszer erősebb a földi mágneses mezőnél –, így elég erős ahhoz, hogy egy egész repülőgép-hordozót felemeljen, amely mintegy százezer tonna súlyú.

A központi szolenoid a valaha épített legnagyobb és legerősebb impulzusos elektromágnes – mondta a Live Science-nek John Smith, a mágnest építő General Atomics cég projektigazgatója.

Központi szolenoid (mágnestekercs)

A központi szolenoid hat különálló modulból áll, amelyeket az ITER-reaktor közepén belül egymásra helyeznek. Az egész mágnes olyan magas, mint egy négyemeletes épület, a súlya eléri 907 tonnát.

Minden egyes modul lényegében egy nagy tekercs, amit egy nagy kemencében több héten át hőkezelnek, hogy tovább növeljék a vezetőképességét, majd a kábeleket szigetelik, és a tekercset a végleges formájába csomagolják.

A szolenoid legegyszerűbb változata a klasszikus tantermi kísérlet, amelyben a tanulók drótot tekernek egy szög köré, és azt egy elemhez csatlakoztatják.

A központi szolenoid mérete és szupravezető jellege azonban azt jelenti, hogy sokkal több elektromos áram tud rajta áthaladni, így erősebb mágneses mezőt tud létrehozni, mint bármi, amit valaha építettek.

Hírdetés

Az ITER-t úgy tervezték, hogy egy nagy, fánk alakú vákuumkamrába, az úgynevezett tokamakba kis mennyiségű elgőzölt deutériumot és tríciumot engedjenek, amelyek mindkettő hidrogénizotóp, vagy ugyanannak az elemnek különböző atomtömegű változatai. A tokamak túlhevíti ezeket az izotópokat, eltávolítja az atomok elektronjait, és a gázt plazmává alakítja.

Ez az ultraforró plazma 150 millió Celsius-fok hőmérsékletű lesz, vagyis 10-szer forróbb, mint a Nap magja.

Ezen a hőmérsékleten az atomok fúzióba lépnek, és nagy mennyiségű energiát bocsátanak ki, amely a víz felmelegítésével és a turbinákat megforgató gőz előállításával villamos energia előállítására használható. A nukleáris fúziót már az 1950-es évek óta több tokamak-reaktorban is megvalósították, de ez mindig csak néhány másodpercig tartott. Ahhoz, hogy a magfúzió életképes lehetőség legyen az áramtermelésre, ezt a reakciót állandó sebességgel kell fenntartani, és kevesebb energiát kell felhasználni, mint amennyit termel.

Itt jön a képbe a központi szolenoid. Elméletileg az általa létrehozott erős mágneses mező rögzíti a plazmát a tokamak belsejében, és fenntartja a reakciót – mondta Smith.

Az első központi szolenoidmodul, amelynek megépítése több mint öt évig tartott, végre készen áll arra, hogy az ITER franciaországi helyszínére szállítsák.

A mérnökök minden egyes modult külön-külön építenek és szállítanak, mivel a teljes mágnes túl nagy lenne a biztonságos szállításhoz – mondta Smith, majd hozzátette: a modulokat külön-külön is megépítik arra az esetre, ha valamelyiket ki kellene cserélni.

A modul szállításának útvonala közúton kezdődik. A General Atomics San Diegó-i bázisáról egy hatalmas, 24 tengelyes vontatóval szállítják egy houstoni kikötőbe. Onnan július elején szállítják a monstre mágnest a franciaországi Marseille-be, ahová augusztus végére érkezik meg, majd ismét közúton szállítják az ITER létesítménybe.

A fennmaradó öt modul és egy további tartalékmodul ugyanezt az útvonalat fogja követni, amikor az elkövetkező néhány évben elkészülnek – mondta Smith.

A 35 résztvevő ország mindegyike – köztük az egész Európai Unió, valamint az Egyesült Királyság, Svájc, Kína, India, Japán, Korea, Oroszország, India, Japán, Korea, Oroszország és az Egyesült Államok – hozzájárult a projekthez a több mint 1 millió egyedi reaktoralkatrész egy részének tervezésével és gyártásával.

A koronavírus-járványnak az ilyen nagy projektekre gyakorolt hatása ellenére az ITER építése továbbra is a 2025-re tervezett ütemterv szerint halad, és jelenleg mintegy 75 százalékban készen van. A teljes körű fúziós reakciókra azonban legkorábban 2035-ben kerülhet sor.

Miért olyan fontos a fúzió?

A fenntartható magfúzió megnyitná az utat a korlátlan megújuló energia felé, ami csökkentené a fosszilis tüzelőanyagok elégetéséből származó, az éghajlatváltozáshoz hozzájáruló szén-dioxid-kibocsátást.

„A fúzió egyike a nagyszabású szénmentes energiatermelés kevés lehetőségeinek” – mondta Smith.

„Biztonságos, tiszta, mindig rendelkezésre álló erőforrást kínál, amely nem termel kibocsátást vagy hosszú élettartamú hulladékot” – emelte ki.

A bolygó felmelegedésének megállításához – vagy akár csak lassításához – a szél-, nap-, árapály- és egyéb megújuló energiarendszereket már jóval az ITER első atomfúziója előtt tömegesen növelni kell. De az általuk termelt energia változékonysága miatt (például a szélturbinák csak akkor működnek, ha fúj a szél) továbbra is a fosszilis tüzelőanyagokra kell támaszkodnunk, hogy a villamosenergia-hálózat megbízható áramellátást biztosítson – tette hozzá Smith.

Ezért létfontosságú, hogy a fenntartható magfúzió minél hamarabb megvalósuljon, és a technológia világszerte elterjedjen.


Forrás:karpatinfo.net
Tovább a cikkre »