Egy technológiai vállalat közvetlenül elektromos árammá alakította a plazma mozgási energiáját. Erre még sosem volt példa, egyre közelebb a végtelen energia.
A fizikusok évtizedek óta ígérik a biztonságos és gyakorlatilag kimeríthetetlen fúziós energia bevezetését, azonban a technológia kereskedelmi hasznosítása eddig feloldhatatlannak hitt akadályokba ütközött. A plazma mozgási energiájának közvetlen elektromos árammá alakítása (DEC) olyan mérföldkő, amely alapjaiban változtathatja meg az iparág kilátásait. Az amerikai Realta Fusion aktuális kísérlete során sikeresen bizonyította, hogy a plazma belsejéből kinyert mozgási energia már képes például több villanykörte működtetéséhez szükséges elektromos teljesítményt generálni.
A júniusban elvégzett bemutató során a szakemberek több amper erősségű áramot nyertek ki körülbelül 100 voltos feszültség mellett.
„Sokan évek óta csak beszéltek a közvetlen energiaátalakításról, mi viszont egyszerűen véghezvittük” – nyilatkozta az állítása szerint világelsőként sikeres kísérletről Kieran Furlong vezérigazgató. A technológiai demonstrációt a Wisconsin HTS Axisymmetric Mirror nevű kísérleti fúziós berendezésen hajtották végre, amelyet a Wisconsin-Madison Egyetem közreműködésével üzemeltetnek. A folyamat során a gép egyik végén lelassítják a töltött részecskéket, ami elektromos potenciált hoz létre, ez pedig közvetlenül generál elektromos áramot.
Mérföldkő a fúziós energia hatékonyságában
Bár a kísérleti eredmény jelentős, a kutatók hangsúlyozzák, hogy a valódi cél jóval távolabb mutat. „Ez az első bemutató, de így is jelentős műszaki mérföldkő és bizonyíték arra, hogy a technológia képes akkora mértékű energiatermelésre, amellyel már világítani lehet” – mutatott rá a Realta közleményében Dr. Derek Sutherland. A tudományos igazgató ezzel együtt hozzátette: a jelenlegi teszt még nem a nettó áramtermelés bemutatása, és nem is a fúziós energia nagyüzemi, közvetlen elektromos árammá alakítása, hiszen ezek a feladatok a jövő fúziós gépeire várnak.
A közvetlen energiaátalakítás alkalmazása mindazonáltal nagyon fontos a fúziós rendszerek hatékonyságának növelése szempontjából.
A vállalat tervei szerint a 2030-as évek közepétől épülő első generációs fúziós erőművekben a fúziós teljesítmény 80 százaléka hagyományos hőciklusból származik majd, és ez legfeljebb 45 százalékos hatásfokot tesz lehetővé. A fennmaradó 20 százalékot viszont az energiaátalakító egység fogja biztosítani, több mint 90 százalékos hatásfok mellett. E többlet várhatóan ellensúlyozza azt az energiát, amelyet a plazma begyújtásához és a fúziós állapot fenntartásához használnak fel, így az energianyereség növekedése mellett legalább 10-20 százalékkal csökkenhet a kilowattóránkénti költség.
Fél évszázados álom valósult meg
A technológia gyökerei egészen az 1970-es évekig nyúlnak vissza. Az eljárást eredetileg Dr. Richard Post, a Lawrence Livermore Nemzeti Laboratórium kutatója javasolta 1974-ben. A rákövetkező évtizedekben akadémiai körökben és nemzeti laboratóriumokban is kísérleteztek a megoldással, például a hetvenes években a „zsalus” átalakítóval, a nyolcvanas években a TMX berendezéssel, majd legutóbb 2008-ban a GAMMA 10 eszközzel.
A Realta viszont mindenképpen az első olyan magánkézben lévő fúziós vállalat, amely „valódi fúziós berendezésen valósította meg a plazma mozgási energiájának elektromos árammá történő közvetlen átalakítását” – hangsúlyozta Furlong. Ez az eredmény azért is kiemelkedő, mert korábban egyetlen hasonló kereskedelmi cég sem tudta bizonyítani, hogy képes alkalmazni a technológiát fúziós plazmán. A Realta mostani sikere így nemcsak elméleti, hanem gyakorlati, ipari szempontból is igazolta a Richard Post által felvázolt koncepció életképességét.
„A Roszatom Műszaki Akadémián képzett szakemberek már most olyan kompetenciákat sajátítottak el, amelyekre az erőművi blokkok üzembe helyezésének minden szakaszában szükség lesz.”