bélyegkép|200px|Deutérium-trícium fúziója, a fúziós reaktor működésének alapelve A fúziós reaktor olyan energiatermelő eszköz, amely az egyes atommagok egyesülésekor létrejövő energiatöbbletet hasznosítja. A Nap és a többi csillag ezen az elven termel energiát. A technológia jelenleg kísérleti fázisban van.
Működése A fúziós erőmű alapanyaga deutérium és lítium. A deutérium a hidrogén izotópja, a vízből viszonylag egyszerűen kivonható. A lítiumot besugárzással tríciumra bontják, ez is egy hidrogénizotóp. A tórusz formájú reaktorkamrába a trícium és deutérium keverékét juttatják be. 100-150 millió fokosra hevítik és az így keletkező ionokat körpályára kényszerítik mágneses térrel. A reakcióban hélium keletkezik, ami a légkörben is előforduló, semleges, nem sugárzó gáz. Egyszerre nagyjából 5 gramm üzemanyag van a reaktorkamrában, így annak megsérülése sem okozna különösebb környezeti sugárterhelést. A reaktor fala bórral ötvözött acél. Azért van benne bór, mert az jól befogja a reakció közben keletkező neutronokat, így megakadályozza, hogy a környezetbe kikerüljenek. A reaktor falát folyékony fémmel tervezik hűteni, az elvezetésre kerülő hővel pedig turbinákat hajtanak meg. A turbina villamos generátort működtet, amivel a villamos hálózatba lehet táplálni az áramot.
A technológia előnyei A fúziós erőmű tüzelőanyaga rendkívül nagy mennyiségben áll rendelkezésre a Földön (~1 millió évre elegendő). Nincs nagy mennyiségű sugárzó hulladék, így összehasonlíthatatlanul környezetkímélőbb, mint a hagyományos, urán alapú atomerőmű. A keletkezett energia könnyen árammá alakítható, és tetszőleges helyre elszállítható távvezetékeken.
A jelenleg működő nukleáris erőművekhez viszonyítva jelentős előnynek számít, hogy a technológia biztonságosabb, mivel üzemzavar esetén a fúziós folyamat leáll.
Hátrányok Hátránya, hogy sok csúcstechnológiai elem szükséges a megépítéséhez: hélium hűtőrendszer az abszolút nulla fok közelébe, szupravezető mágnesek, nagy energiájú felfűtő antennák, nagy teljesítményű tetródák, vákuumszivattyúk, divertorok stb.
A folyamat beindítása meglehetősen sok energiát igényel, üzemeltetéséhez pedig tríciumra van szükség, ami ugyan a folyamat során keletkezik, de pillanatnyilag kevés áll rendelkezésre belőle a Földön.
Megvalósítása A legrégebben kutatott és fejlesztett, a szovjetek által feltalált, tórusz formájú vákuumkamrával rendelkező berendezés a tokamak.
2008 óta a franciaországi Cadarache város mellett, nemzetközi összefogással épül egy ITER-nek nevezett kísérleti erőmű, amely már 500 MW leadására lesz képes, és aminek várható költsége 16 milliárd euró körül várható. Az első kereskedelmi célú fúziós reaktor, a hasonló nemzetközi összefogás keretében tervezett, 1500 MW-os DEMO erőmű üzembe állítását 2050-re tervezik.
2014-ben az amerikai Lockheed Martin vállalat bejelentette, hogy tíz éven belül fúziós erőművet épít.
Alternatív koncepciók Jelenlegi szemszögből nézve nincs más olyan fejlettségű koncepció, amit energiatermeléshez tudnánk használni.
Más fűtőanyagok, mint a deutérium és a trícium, még komolyabb tervezési nehézségeket állítanának. Mindössze a plazmafizikai kutatóeszközökben, ahol nem az energiatermelés a cél, dolgoznak tiszta deutériummal, a radioaktív trícium elkerülése érdekében.
A tehetetlenségen alapuló koncepció az alapkutatási fázisban van, és elsősorban nem az erőművek fejlesztésére és kereskedelmi hasznosításra összpontosít. A hidegfúzió a legtöbb kutató szerint nem megvalósítható alternatíva. Az ismert fizika szerint ilyen eljárás energiafelszabadulással nem lehetséges.
Jegyzetek
Fordítás
Források
További információk Interaktív Flash animáció egy fúziós reaktor részeiről. Szerző: EFDA Interaktív Flash prezentáció magyar nyelvű opcióval a fúziós energiatermelés minden vonatkozásáról. Szerző: EFDA Polló László: Fúzió (2009, regény egy magyar fúziós erőműről a jövőben, ) IPP Summer University for Plasma Physics (Max-Planck-Institut für Plasmaphysik) (September 26 – September 30, 2005, Greifswald, Germany; Edited by Hans Werner Müller and Matthias Hirsch) (p. 251) John Wesson: The Science of JET (The achievements of the scientists and engineers who worked on the Joint European Torus 1973-1999) (p. 189)
Kapcsolódó szócikkek ITER