Barion Pixel

- Hirdetés -

A „volfrámsörétek” biztonságosabbá teszik a fúziós reaktorokat

A fúziós energiatermelés egyik legnagyobb akadályát, a plazma instabilitásából eredő elektronkitörések veszélyét hárítaná el új megoldással egy amerikai kutatócsoport. A Los Alamos-i Nemzeti Laboratórium (LANL) szakértői szerint az ún. „sörétes volfrám” technológia lesz az, ami forradalmasíthatja a fúziós reaktorok védelmét.

A fúziós reaktorok működése rendkívüli energiák felszabadításán alapul: a könnyű atommagok összeolvadásával nehezebb atommagok jönnek létre, miközben hatalmas hő és rengeteg energia szabadul fel. Ehhez ugyanakkor extrém körülmények kellenek, köztük a több mint 150 millió Celsius-fokos hőmérsékletre hevült plazmával. Ez a plazma – ahol az atomok elvesztik elektronjaikat – rendkívül instabil. „Kiszámíthatatlanul viselkedik, és gyakran próbál elszökni a reaktorból” – fogalmaz az LANL közleménye, hozzátéve: az instabilitás súlyos mellékhatása az úgynevezett szökött elektronok keletkezése.

Ezek az elektronok – amelyek elvileg a plazmát kellene, hogy kordában tartsák – szinte fénysebességre gyorsulva áttörhetik a mágneses mezőket, és ha elérik a reaktor falait, komoly károkat okozhatnak. „Egyetlen ilyen esemény képes átszúrni a szilárd volfrámfalat, tönkretéve az alatta lévő hűtőrendszert” – emelte ki a laboratórium egyik fúziós szakértője. Michael Lively szerint radikális megoldással, egy ún. „sörétes volfrám” fegyverrel kivédhetők a katasztrofális károk. Az elképzelés az, hogy apró, milliméteres volfrámszemcséket lőnének a reaktorba, amelyek megállítanák a szökött elektronokat.

Nélkülözhetetlenné válhat a fúziós reaktor stabilitásához

„A volfrám már most is kulcsszerepet játszik a fúziós reaktorok falainak kialakításában, mivel rendkívüli szilárdsága és magas olvadáspontja miatt ellenáll a szélsőséges hőmérsékleteknek” – írja az LANL, amelynek szimulációi szerint az apró volfrámszemcsék sikeresen ütköznek a szökött elektronokkal, elnyelve azok energiáját és eltérítve őket a káros pályákról.

A laboratórium kísérletekkel bizonyította, hogy a volfrámszemcsék már a kitörések pillanatában hatékonyan semlegesítik a szökött elektronokat. A részecskék az elektronok energiájának nyolc százalékát elnyelték, míg a fennmaradó 92 százalékát szétszórták, így azok sem jelentettek veszélyt a reaktor szerkezetére.

További előny, hogy a volfrámszemcsék élettartama jelentősen meghaladja a szökött elektronokét: míg az utóbbiak mindössze 130 nanomásodpercig mozognak, előbbiek akár 100.000 nanomásodpercig is jelen vannak a reaktorban. Ez azt jelenti, hogy egyetlen befecskendezéssel hosszabb távon is biztosítható a védelem. A következő lépés az eljárás tesztelése egy tényleges kísérleti fúziós reaktorban. Ha ezek az eredmények is igazolják a szimulációkat, a volfrámsörétek befecskendezése alapvető eljárássá válhat a jövő fúziós reaktoraiban.

„Ezzel a módszerrel megvédhetjük a reaktorokat a plazma instabilitásából fakadó károktól, elkerülhetjük a drága javításokat és az üzemszüneteket, miközben gazdaságosan valósítjuk meg a fenntartható energia jövőképét” – foglalta össze Lively.

Gábor János, NEW technology

⇓ HALLGASD TE IS A NEWtechtalk PODCASTOT!!! ⇓

Érdemes elolvasni
NEW technology