Népszabadság, 2009. február (67. évfolyam, 27-50. szám)

2009-02-28 / 50. szám

2009. FEBRUÁR 28., SZOMBAT • NÉPSZABADSÁG 8 • Hétvége Földre hozzuk a Napot Hosszú menetelés a magfúzió felé A minapi gázkrízis is igazolta, hogy az energiaellátásban nagyon kiszolgáltatot­tak vagyunk, ideje más energiaforrások után nézni. A megújulók nagyon haszno­sak, ám tömeges ellátásra nem elegen­dőek. A nagy remény a fúziós energiater­melés lehet. Az ígéretekről már évtizedek óta tudunk, de a mindennapi alkalmazás­hoz még rengeteg kísérletre van szükség. Ha egyáltalán sikeresek lesznek... Szentgyörgyi Zsuzsa Az atommagok egyesülésekor óriási ener­gia szabadul föl. Ez élteti Napunk „kohóját” is, amelyben hatalmas nyomáson megy végbe a fúzió. Már a második világháború után felmerült a fúziósenergia-előállítás gondolata­­ és meg is valósult. A hidrogén­bombában. Megalkotásának emblematikus személyiségei a hidegháborúval megosz­tott világ két pólusában az amerikai-ma­gyar Teller Ede és a később híres ellenzéki­vé lett orosz (szovjet) Andrej Szaharov volt. A békés célú, megszelídített fúziós­­energia-termelés azonban mind mai napig inkább csak szép elképzelés, mint közeli valóság. Az eredetileg öt, mára már inkább tízmilliárd (!) euróra becsült költségű prog­ram (egyes borúlátók már most azt jósol­ják, hogy legalább 30 százalékkal túllépik az előirányzatot), az ITER, a nemzetközi ter­monukleáris kísérleti reaktor mintegy 40 hektáros területet igénybe véve a dél-fran­­ciaországi Cadarache-ban működik majd, hat ország, plusz az Európai Unió finanszí­rozásában. Maga a reaktor 24 méter magas és 30 méter széles lesz, s 450 megawatt tel­jesítményt igényel a hűtési rendszer, de még további, legalább 120 MW szükséges a telep ellátásához. A program 30 évig tart, ebből mintegy tíz év az építés és a felkészü­lés ideje. Körülbelül 2018-ra várják, hogy megvalósulhat egy olyan plazmafolyamat, amelyben több percig fennmarad mintegy 500 megawattnyi teljesítmény. Éppen azért kellenek az óriási méretek, hogy a falak hű­tőhatása minél kevésbé állítsa le a fúziós fo­lyamatot. Az ITER természetesen nem előzmé­nyek nélküli. Legfontosabb elődje a szovjet tokarnak (az orosz tóruszkamra mágneses tekercselésben elnevezés rövidítéséből). Az I. J. Tamm és A. D. Szaharov által java­solt tokamakkal 1956-ban kezdődtek az első kísérletek a moszkvai Kurcsatov Intézet­ben. A negyedik variánsnak, a T4 tokamak­­nak a tesztelését a szibériai tudományos városban, Akagyemgorodokban végezték és már akkor elérték a százmillió Celsius­­fokot a plazmában. Eleinte a brit és ameri­kai tudósok kételkedtek benne, de rövide­sen meggyőződhettek róla, hogy az adat igaz. Jelenleg a világban majdnem kéttucat fúziós kísérleti létesítmény működik, tíz korábbit már leállítottak és hármat, köztük az ITER-t tervezik, illetve építik. A Napban uralkodó óriási nyomást földi körülmények között nem lehet megvalósí­tani, helyette rendkívül nagy, a csillag hő­mérsékleténél is magasabb, mintegy száz­millió Celsius-fok hőmérsékletet hoznak létre. E körülmények között egyesülnek a deutérium-, és egyes reaktoroknál még trí­­ciumatomok héliummá, miközben a felsza­baduló energiát hasznosítják. Két alapvető feladat adódik eközben. Az egyik, hogy a plazmát egyben kell tartani, mert ha pél­dául a kamra falával érintkezik, lehűl, és máris lelohad. A másik gond a begyújtás, vagyis, hogy a hidrogénatomokat egyálta­lán rábírják az egyesülésre. A németországi Garchingben, a Max Planck Társaság Plazmafizikai Intézetében már 1980 óta folytatnak a fúziós energetiká­val kapcsolatos kísérleteket. Az eredeti ASDEX (Axially Symmetric Divertor Experiment) tokarnak berendezés 1990-ig működött, és 1991-ben lépett be az ASDEX Upgrade, vagyis az előd továbbfejlesztett változata. Ez a berendezés az ITER-hez ké­pest törpécske a maga ötméteres átmérőjé­vel és 800 tonnás tömegével. A plazma fű­téséhez szükséges teljesítmény is csekély­ke, „mindössze” 27 MW. A német kutatók egyebek között a „kamra” belső falának anyagával kísérleteztek. Választottjuk a na­gyon magas olvadáspontú volfrám lett. Csakhogy rövidesen kiderült, nem tökélet Energia az egyesülésből tes a választás, mert a volfrám magas hő­mérsékleten könnyen ionizálódik, ezzel „szennyezi” a plazmát és hígítja a deuté­­rium-trícium keveréket. Számításba jöttek tehát más anyagjelöltek is, például szénszá­las kompozitok vagy a berillium. A garchingi kutatók nemrég kísérletezé­sek közben érdekes jelenségre bukkantak. Ha nitrogént kevernek a plazmába, ez a szennyezés nemhogy lehűtené, ellenkező­leg, forróbbá válik, miközben az energiaki­Amikor egy deutérium- és egy tríciummag össze­ütközik, héliummaggá egyesülnek, és az ábrán látható módon neutron szabadul fel. A reakció valamennyi termékének igen nagy a mozgási ener­giája. A héliummag a mágneses térben marad, és részecs­kékkel ütközik, ezáltal melegíti a plazmát. A neutron elhagyja a mágneses teret. Mozgási ener­giájából hasznosítható energia válik, ezzel hajtják a generátorok gőzturbináit, csatolás is megnő. A gond az, hogy egyelő­re még nemigen találtak kellőképpen elfo­gadható magyarázatot a jelenségre - megle­het, hogy a nitrogén növeli a tartály falának szigetelő hatását. Egyébként a nitrogénrej­tély is mutatja, rengeteg még a megoldásra váró kérdés, a plazma begyújtásától és hosszabb idejű fenntartásától kezdve az óriási mágnesek kialakításáig. Jó tudni viszont, hogy nem szerepel a nagy problémák között a megszaladás ve­szélye, mert zavarok esetén a plazma ös­­­szeomlik, és a folyamat leáll. A radioaktív hulladékok gondja, ami a maghasításos (fissziós) atomerőművek esetében az egyik legnagyobb megoldandó feladat, gyakorla­tilag elmarad, illetve nagyon kicsi, mert az ionizációval radioaktívvá vált anyagok, szerkezetek lebomlási ideje igen rövid, pél­dául a kiégett nukleáris fűtőelemekéhez vi­szonyítva. Maga a fúziós reaktor üzemanya­ga, a hidrogén, illetve nehéz izotópjai, a deu­térium és a trícium könnyen hozzáférhetők, és nagyon kis mennyiségből lehet nagy energiakimenetet megvalósítani. Igaz, azt is el kell érni, hogy a betáplált energiaszükség­letnek és a leadott hasznos energiának az arányát jelentősen megnöveljék. Ha mind­ezt, meg a még itt nem említett tudományos és technikai bonyodalmak hosszú sorát nem is számítjuk, akkor reálisnak látszik, hogy az első, tömegesen termelő, ipari szinten szol­gáltató fúziós reaktorok megjelenését és el­terjedését bizony nem korábbra, mint a szá­zad közepére valószínűsítik. Forrás: Der Spiegel / Népszabadság-grafika Deutériumból és tríciumból álló gázkeveréket zárnak be mágneses térbe, és körülbelül 100 mil­lió Celsius-fokra hevítik. A gáz plazmaállapotban lüktet, az elektronok leválnak az atommagokról. Plazmakamra a németországi Garchingban Forrás: Spiegel A program 30 évig tart, ebből mintegy tíz év az építés és a felkészülés ideje. Körülbelül 2018-ra várják, hogy meg­valósulhat egy olyan plazmafolya­mat, amelyben több percig fennmarad mintegy 500 mega­wattnyi teljesít­mény. Nemzetközi üzemanyagbank a megoldás? Láthatjuk, a fúziósenergia-termelés egyelőre nem oldja meg a világ energiagondjait. Márpedig szá­mítások szerint az évszázad közepéig minden va­lószínűség szerint megduplázódik az emberiség energiaigénye. Ellátásbiztonsági és környezetvé­delmi szempontból előreláthatólag a nukleáris energia lesz a következő évtizedek egyik legfonto­sabb villamosenergia-ellátója. 2030-ra a világban csaknem megduplázódik az atomerőművek kapa­citása - nyilatkozta egy brit lapban Cservény Vil­mos, a Nemzetközi Atomenergia-ügynökség (IAEA) külkapcsolati főnöke. A nukleáris energia­hasznosítást tervezők között azonban nem is kis számban találhatók olyan feltörekvő, fejlődő or­szágok is, amelyeknek messzemenően nem meg­nyugtató a politikai rendszerük, stabilitásuk. Ez a helyzet nyilván felveti a biztonság kérdését, hi­szen a nukleáris üzemanyagokból újrafeldolgo­zással vagy dúsítással viszonylag könnyen állítha­tó elő bombához hasadó anyag. Az új erőművek építése természetesen együtt jár azzal is, hogy jelentősen megnőtt a dúsított üzemanyag iránti igény. Harminc ország sorolható a „nukleáris klubba”, de közülük csak 14-ben mű­ködik dúsító, köztük a legjelentősebb Oroszor­szág. Talán elég is lenne ennyi, ám az újonnan jöt­tek féltik a függetlenségüket­­ ezért, és politikai okokból is egyre többen tervezik saját dúsító épí­tését. Szakértők és kormányzati személyiségek egy­aránt úgy vélik, hogy elsősorban a terrorizmus miatt aggasztó hozzáférések elkerülésére nem­zetközileg ellenőrzött fűtőanyagbankokat, egyez­ményeket kellene létrehozni. El-Baradei, az IAEA vezetője már 2003-ban felvetette, hogy sokoldalú nukleáris egyezményt kellene kialakítani. A javas­lat közben csendben elhalt, ám mostanság úgy tű­nik, újra kezd életre kelni. Ennek szükségességét nem kisebb személyiség, mint Javier Solana sür­gette az elmúlt év decemberében. A SIPRI, a stockholmi székhelyű Nemzetközi Békekutató In­tézet több ajánlást is kidolgozott, így például: az IAEA üzemanyagbankja mellett további, kezdettől fogva nemzetközileg ellenőrzött, szuper biztonsá­gos dúsítókat kellene üzembe helyezni. Kérdés vi­szont, vajon miért áldoznák fel függetlenségüket a fejlődő és/vagy politikailag nem túl stabil orszá­gok? Nos, a válasz viszonylag egyszerű: azért mert egyáltalán nem olcsó a nukleáris üzemanyag dúsítása és újrafeldolgozása. Másrészt, az elis­mert nemzetközi szervezetek, mint például az IAEA felügyelete biztosítékot jelenthetne a megfe­lelő ellenőrzésre és a folyamatos szállítás garan­tálására. (Sz. Zs.) www.nol.hu Újra kell rajzolni Tutanhamon családfáját? Neumann Viktor Az ókori egyiptomi kultúra kedvelői igazán termékeny időszakként tekinthetnek vissza 2008 utolsó negyedévére, hiszen úgy tűnik, több évtizedes kutatómunka után bebizo­nyosodhat: híres felmenői és ikerlányai is voltak az egyik legismertebb fáraónak, Tutanhamonnak. A mindössze kilencévesen trónra került gyermekuralkodó neve még a laikusok szá­mára is sokatmondó. Mindez egy brit ré­gésznek, Howard Carternek köszönhető, aki 1922 novemberében az egyiptomi Királyok Völgyében megtalálta Tutanhamon vi­szonylag sértetlen sírkamráját. Az itt lévő kincsek nagy részét azóta már szerte a vi­lágban megcsodálhatták az érdeklődők. Az uralkodó életéről és halálának körülményei­ről sokáig meglehetősen kevés információ állt rendelkezésre. 2005-ben egy komputer­tomográfiás vizsgálatnak köszönhetően si­került tisztázni, hogy Tutanhamon nem me­rénylet áldozata lett, halálát valószínűleg egy lábtörés utáni üszkösödés okozta. Carter a sír felfedezésekor Tutanhamon szarkofágja mellett egy másik, az uralkodóé­nál kisebb és kevésbé díszes faládára, benne pedig két koraszülött mumifikálódott holt­testére is rábukkant. A lánycsecsemők arcát eltakaró fejfedőkön azonban semmilyen jel nem utalt a halottak kilétére, így a tudósok még évtizedig csak találgathatták: vajon ki­ket temettek el a fáraóval? 1­979-ben végül - legalábbis részben - megoldódott a rejtély. Robert Connolly, a Liverpooli Egyetem antropológusa ugyanis ebben az évben - vérvizsgálatok után - ki­derítette, hogy a csecsemők egyike minden bizonnyal Tutanhamon lánya volt. Majd­nem harminc évvel később, tavaly szeptem­berben Connolly újabb meglepő hírrel állt elő: véleménye szerint a magzatok a fáraó ikrei lehettek. Perdöntő bizonyítékot a Kai­rói Múzeumban folyó, várhatóan a közeljö­vőben befejeződő vizsgálatsorozat szolgál­tathat majd, amelynek során összehasonlít­ják Tutanhamon és a gyerekek DNS-eit. Ha a kutatók sejtése beigazolódik, az je­lentős hatással lehet a 18. dinasztia eddig el­képzelt családfájára. A lánycsecsemők való­színűleg Tutanhamon és felesége, Anhesze­­namon nászából származnak. Anheszena­­mon az egyistenhit bevezetéséről ismert Ehnaton fáraó és házastársa, Nofertiti har­madik gyermeke volt. Ugyanakkor Tutan­hamon felmenőiről még semmi biztosat nem lehet tudni. A történészek többsége úgy véli, hogy az ő apja is Ehnaton, anyja pe­dig egyes feltételezések szerint a monote­­ista uralkodó ágyasa, Kia lehetett. Ez pedig azt jelentené, hogy Tutanhamon és Anhe­­szenamon féltestvérek voltak, gyermekeik pedig emiatt akár olyan örökletes betegsé­gekben is szenvedhettek, amelyek végül ko­raszüléshez és halálukhoz vezettek. A lánycsecsemők arcát eltakaró fej­fedőkön azonban semmilyen jel nem utalt a halottak kilétére, így a tudó­sok még évtizedig csak találgat­hatták: vajon kiket temettek el a fáraóval?

Next