A SLAC National Accelerator Laboratory (SLAC) részt vesz egy nagyszabású fúziós energia fejlesztési projektben, amely az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma (DOE) új finanszírozási programja alatt valósul meg. Az összesen 107 millió dolláros támogatással hat kutatási projektet finanszíroznak, és ezek közül az egyik a Target Injector Nexus for Experimental Development (TINEX) Collaborative nevű együttműködés, amely az inerciális fúziós energia (IFE) technológia fejlesztésére irányul.
A projekt célja, hogy a SLAC szakértelme révén leküzdjék az inerciális fúzióval kapcsolatos kulcsfontosságú technikai akadályokat és előmozdítsák a fúziós energia kereskedelmi hasznosítását. A fúziós energia az a folyamat, amely a csillagokban, így a Napban is zajlik, és az egyik legígéretesebb alternatív energiaforrás, amely tiszta és szinte korlátlan energiát biztosíthat.
Mi az inerciális fúzió és hogyan működik?
Az inerciális fúzió egy olyan technológia, amely nagy energiasűrűségű lézereket vagy ionnyalábokat használ arra, hogy apró hidrogénizotópokból készült üzemanyag-kapszulákat célozzon meg. A kapszulák az extrém körülmények között összenyomódnak és felhevülnek, ami atomfúziót idéz elő. Ennek a folyamatnak a következményeként óriási mennyiségű energia szabadul fel, amit elektromos áram formájában felhasználhatunk.
Az IFE két fő jellemzője: az impulzusszerű működés és a pontos lézeres célzás. Ez azt jelenti, hogy nem szükséges folyamatos plazmakontroll, ellentétben a tokamak alapú fúziós rendszerekkel, amelyekben a mágneses tér segítségével próbálják fenntartani a forró plazmát. Az IFE technológia gyors impulzusokban működik, de a kihívás az, hogy a lézeres célzás rendkívül pontos legyen, és hogy az üzemanyag-kapszulák sérülés nélkül elérjék a kívánt hatást.
A TINEX projekt céljai és kihívásai
A TINEX projekt célja, hogy leküzdjék azokat a technikai akadályokat, amelyek az IFE gyakorlati alkalmazásakor merülhetnek fel. Ezek közé tartozik a reaktor belső terének szennyeződése, az optikai alkatrészek károsodásának csökkentése, a kapszulák hőmérséklettel szembeni ellenállásának javítása, valamint a pontos lézeres célzás biztosításához szükséges nyomkövető rendszerek fejlesztése.
Ebben a projektben a SLAC kiemelkedő szerepet játszik a nagy sebességű nyomkövetési technológia fejlesztésében. Ez a rendszer lehetővé teszi az üzemanyag-célpontok helyzetének precíz meghatározását a befecskendezés pillanatában, ami kulcsfontosságú a fúziós reakciók hatékonyságának növelésében.
Fúziós energia és a globális verseny
A fúziós energia fejlesztésében globális verseny zajlik. A francia WEST tokamak reaktor nemrégiben több mint 22 percig tartotta fenn a plazmareakciót, és ezzel rekordot döntött, megverve a kínai EAST tokamak korábbi eredményét. Emellett az amerikai Commonwealth Fusion Systems nevű startup célja, hogy 2030-ra megépítse az első kereskedelmi fúziós erőművet.
A SLAC korábban bemutatott egy új módszert, amely erős protonsugarakat állít elő pusztán egy vízsugárral. Ez az új technológia hozzájárulhat a lézer-plazmagyorsító fejlődéséhez, ami nagy előrelépést jelenthet a fúziós energia alkalmazásában.
Mi vár ránk a fúziós energia területén?
A fúziós energia jövője rendkívül izgalmas, és az IFE projekt az egyik kulcsfontosságú lépés abban, hogy a fúziós energia egy nap valóban kereskedelmi szinten alkalmazható legyen. A SLAC és a TINEX projekt olyan technológiai újításokat hozhat, amelyek lehetővé teszik a fúzió gyakorlati alkalmazását, és a világ energiatermelését forradalmasíthatják.
A fúziós energia nem csupán egy alternatív energiaforrás, hanem a tiszta és szinte korlátlan energiatermelés jövője. Ha sikerül a technológiai kihívásokat leküzdeni, és valóban működőképes fúziós erőműveket építeni, az áttörést jelenthet a globális energiapolitikában és a környezeti problémák kezelésében.
