A Manhattan terv 3 év alatt eredményt hozott, a fúziós reaktor miért minimum még 30 év?

Az atombomba elve ismert volt, csak az izotópok szeparációja volt a probléma, hogy össze tudnak e gyűjteni egy bombára valót olyan hamar, hogy bombát csináljanak belőle.

A fúziós erőmű olyan elve, ami működhet, még nincs kitalálva.

Ez a harminc év ez egy becslés, hogy talán annyi idő alatt sikerül, de lehet, hogy nem.

Vagyis inkább ez azt jelenti, hogy harminc éven belül valószínűleg nem kerül rá sor, de hogy mikor, azt tudja a franc, így is lehet érteni.

A Manhattan terv 3 év alatt eredményt hozott abban, hogyan szabadítsuk fel a nukleáris energiát fékezetlenül.

Ugyanekkor az első polgári hálózatra termelő atomerőmű megépítése 15 évbe telt és még mindig csak 200MW-os volt,tizede a jelenlegi paksi erőműnek. Az igazán combos és biztonságos erőművek kora jóval később jött el.

A magfúzióval is megvagyunk már lassan 70 éve, csak a fúzióval van egy nagyon nagy gond? a hőmérséklet. Míg a normál atomreaktorokban 350-450 °C van, addig a f

zs reaktorban a folyamat sajátosságai miatt ott néhány (tíz) millió °C-van. Míg a pár száz fokos közeg szinte teljesen hétköznapinak mondható, kezelhető addig a millió fokokkal már van egy aprócska gond: jelenleg 4000-4500 fok felett minden elolvad vagy elpárolog. Oké, a wikipédián is leírják, hogy a plazma majd mágneses térben lesz és nem érintkezik semmivel, na de ha nem érintkezik semmivel akkor hogy veszed ki belőle az energiát?

Ezek rettentő egyszerű kérdések, amik megoldása nagyon-nagyon bonyolult.

Most már rendelkezünk akkora számítástechnikai kapacitással hogy a számítások és modellezések felgyorsíthatóak,de amikor ebbe belefogtak akkor még ennek a töredéke sem állt a fizikusok rendelkezésére. Ha ez akkor is rendelkezésre állt volna, valszeg még akkor sem lenne üzemelő fúziós erőmű, pedig már vagy 40 éve agyalnak a dolgon.

Van még egy másik fontos dolog, a pénz. Az erőmű az termelő üzem,nagyon hosszú időtávon, de hasznot termel. Ha egy erőmű építési költségei olyan drágák, hogy nem fog soha hasznot termelni akkor azt ( normális országokban, piaci alapon) meg sem fogják építeni. Nem csak attól függ a fejlesztésre és építésre szánt anyagi források mértéke, hogy mennyire szeretnénk azt, hanem attól is, hogy mi lesz a várható megtérülés. Ha egy terület jól el van látva olcsó alaperőművi megújuló kapacitással,ott valszeg sosem fog fúziós erőmű épülni. Ahol olcsón tartható az áram ára fosszilis energiahordozókból, valszeg ott sem fog soha megépülni mert árban nem lesz versenyképes a termelt energia.

A fúziós energia a jövő energiája,de nem lesz mindenhol elérhető a jövőben sem. Ha nagyon aggódnánk a globális felmelegedés miatt, akkor simán kiváltanánk a fosszilis energiahordozókat a jelenlegi nukleáris energiával és nyertünk 50 évet a fúzió tökéletesítésére. 2015-ben közel 25 000TWh elektromos áramot állítottak elő a Földön, ennek kevesebb mint 11% volt csak nukleáris energia, 16%-a vízenergia ééss 66%-ban szén,földgáz és olajszármazékok adták a termelés alapját. 2015-ben hatszor annyi áramot állítottunk elő fosszilis energiahordozókból, mint a nulla kibocsátású nukleáris energiából. Ezen érdemes elgondolkozni, amikor a felmelegedés miatt aggódunk.

Tény, a megújuló energia után a második helyen a fissziós erőművek állnak környezetbarátságban.

Először a fosszilis erőműveket kell eltüntetni, aztán majd lehet az atomerőműveket is leépíteni, ha azt is teljesen ki tudjuk váltani, fúziós vagy megújuló úton.

"1) ha ez már 70 éve húzódik, mi alapján mondjuk, hogy kell még 30 év, és miért pont 30, és miért nem lehet meg 5 év múlva esetleg, vagy akár 150 múlva?"

Simán meglehet 5 év múlva, de lehet, hogy tényleg még 150 évig kell rajta erőlködni. A 30 éves tipp alapja a ma feltételezett optimális megoldási mód saccolt ideje. De kiderülhet, hogy zsákutca, akkor akármennyivel tovább tart, illetve történhet olyan forradalmi új felfedezés, jöhet olyan új megközelítési ötlet, ami pár év alatt a kezünkbe adna a megoldást. Ilyen alternatív és gyors megoldásnak tűnt egy darabig a hidegfúzió, de sajnos az alapkoncepció nem vált be, egy darabig úgy nézett ki, ez lesz a gyors megoldás, de végül falba ütközött a megvalósítás.

"2) ha minden fizikust erre ráálítanánk, akkor se lenne meg hamarabb? elméleti vagy kísérleti, technikai problémáknak számítanak ezek?"

Ha minden fizikust ráállítanánk, akkor nőne az ESÉLYE, hogy a jó megoldás hamarabb pattan ki valakinek a fejéből, de az sem lenne garancia. De akkor egy csomó más fontos kutatás állna meg. Ugyanez a helyzet a belefektetett pénzzel is.

"Ha van egy jó ötlet, akkor akár éveken belül meglehet, vagy nem?"

De. Csak azt nem lehet jósolni előre, hogy mikor születik egy zseni, akinek kipattan a fejéből a megoldás.

"Az atombomba elve ismert volt ... A fúziós erőmű olyan elve, ami működhet, még nincs kitalálva."

Itt megint két dolog van. Fúziós reakciót létre tudunk hozni, fúziós bomba létezik. A kulcsszó a kontrollált, egyenletes, biztonságos reakció létrehozása, erre utaltam (#1). Ha a Manhattan terv célja egy biztonságos erőmű építése lett volna, nem lett volna olyan gyors eredménye.

"ha ez már 70 éve húzódik, mi alapján mondjuk, hogy kell még 30 év, és miért pont 30, és miért nem lehet meg 5 év múlva esetleg, vagy akár 150 múlva?"

Ennek nagyon gyakorlati okai vannak, mégpedig a finanszírozás. Ha jól emlékszem mér 30 éve is azt mondták hogy 30 év (vagy 50) kell a ténylegesen működő, energiatermelő fúziós erőműhöz. A helyzet olyan, mint amikor a szamár nyakába kötnek egy ágat, és arról lelógatnak egy répát a szamár elé, és a szamár pedig ennek hatására megy rendületlenül. A fúziós reaktor elmélete, fizikája ismert, de rendkívül bonyolult és összetett műszaki megoldásokkal tudnak csak úrrá lenni a tízmillió fokos plazma hepciáskodásán. Na most ez sok-sok, és még több pénzbe kerül, amit a döntéshozó politikusoktól kell kikönyörögni. A politikusok pedig kétszeres rövidlátásban szenvednek. Először is csak a következő választásokig látnak, ami 4-5 év, másodszor is nehezen, de meggyőzhetőek, hogy számukra iszonyúan hosszú időintervallumban, mintegy 30-50 évben, egy emberöltőben is merjenek gondolkodni. Ez még az a határ, hogy el is hiszik, hogy még az ő életükben eredménye lesz a sok belefeccölt lóvénak. Na de hogy egy olyan projekthez adják a pénzt, ami bizonytalan kimenetelű, és jó esetben is 100-150 év múlva lesz belőle valami hasznos, arra már biztos nemet mondanának.

A plazma kezelése nem járt úton halad. A plazmát nem lehet semmilyen edényben megtartani, mert a magfúzió optimális hőmérséklete 100 millió fok (Wikipedia ITER szócikk). Mágneses térrel lehet megtartani, azonban a kialakult plazma toroidban törvényszerűen instabilitások lépnek fel. Dávid Gyula előadásában nagyságrendileg 60 féle instabilitást említ, de fölleltem olyan cikket, melyben 72 félét említ a szerző. Ha elveszted az uralmat a plazmafonal fölött, akkor az nekicsapódik a reaktor falának, ami egy pillanat alatt megsemmisül, lásd a Nature folyóirat 2016 Szeptember 16.-i számának címlapján közölt fényképet és a hozzá tartozó cikket.

A Wiki szócikkben ismertetett magfúziós célokat többféle úton próbálják elérni. A JET és az épülőfélben levő ITER a plazmában folyó árammal hevíti a plazmát. A Greifswaldi Stellarátor plazmájában nincs belső fűtés. A Lockheed Martin 1 fölötti bétával tervezi a a CFR becenevű reaktorát, az LLNL féle NIF ben kvázifolyamatos robbantásokkal kísérleteznek. Te melyik fejlesztést részesítenéd előnyben?

Figyelmedbe ajánlom a magfuziopont hu oldalon olvasható "Mai fúziós kísérleti berendezések" című cikket.

A Tokamak rendszerű reaktorokban eddig elért eredményekről jó áttekintést kapsz a tokamakpont info lap "All-the-World's Tokamaks" cikkében ismertetett Tokamak Records című táblázatot.

Jómagam Stellarátor párti vagyok, kísérd figyelemmel az ott folyó munkát.