Egyszerűsítenének az ITER-en

A multimilliárd eurós ITER projekt, ami az atomi fúzió energiaforrásként való alkalmazhatóságát hivatott igazolni, kezdetben közel sem lesz olyan nagyratörő, mint azt a fizikusok remélték, tudta meg a Nature.

Az egyre duzzadó költségekkel és csúszásokkal küszködő ITER hét nemzetközi partnere az eszköz egy leegyszerűsített változatát építené meg első lépésben. A projektet felügyelő bizottság tavaly júniusban 2018-ra tette az üzembe helyezés dátumát, ezt az időpontot azonban már csak egy "lecsupaszított" változattal lehetne tartani, ugyanakkor az első kísérletek, melyek alkalmasak a fúzió energiaforráskénti alkalmazhatóságának igazolására, csak 2025 végére várhatók, ami 5 éves csúszást jelent az eredeti, 2006-ban aláírt ITER egyezményben foglalt időponthoz képest.

Az új tervezet, ami az ITER-ben érdekeltek körében "1. forgatókönyv" néven ismert, június 17-18 között kerül megvitatásra Japánban, ahol mind a hét tagállam, az EU, Japán, Dél-Korea, Oroszország, az Egyesült Államok, Kína és India képviselői jelen lesznek.

Norbert Holtkamp, az ITER vezérigazgató helyettese szerint ez az egyetlen előrevezető út a projekt számára. A konstrukciós költségek nagy valószínűséggel a kétszeresére rúgnak majd a 2006-ban előzetesen becsült 5 milliárd eurónak, ami az alapanyagok árának emelkedésének és az eredeti terv időközben feltárt hiányosságainak köszönhető. Az üzemeltetési költség ugyancsak további 5 milliárd euróval látszik emelkedni az első 20 éves periódusra.


Sok bába közt...
A lecsupaszított változat nem lesz alkalmas energiatermelési kísérletek elvégzésére, viszont demonstrálja a nagyobb komponensek működőképességét. A fúziós kutatók is egyetértenek az 1. forgatókönyv bevetésével, jobb alternatívának tartanak egy lekicsinyített, egyszerűsített változatot egy félkész, ám teljes körű működésre képtelen fúziós reaktornál.

Az ITER a valaha felvetett legambiciózusabb fúziós kísérlet. A szívében elhelyezkedő tokamak mágneses mezővel préseli és hevíti a hidrogén izotópokat több százmillió kelvin fokra, amíg össze nem olvadnak. A keletkező fúziós reakciók nagy energiájú neutronokat bocsátanak ki, melyek elméletileg elektromosság létrehozására hasznosíthatók. A normál hidrogénnel nem érhető el olyan fúziós esemény, ami nagyobb energiamennyiséget termelne, azonban amikor a tudósok deutériumot és radioaktív tríciumot injektálnak a gépbe, nagyjából 500 MW hőenergia keletkezik - ez a működtetéshez befektetett energia tízszerese lenne. Ha ezt sikerülne elérni, azzal bizonyítást nyerne a fúziós energia létjogosultsága, igaz egy tényleges reaktorra még évtizedeket kellene várni.

A költségek egyszer már megkétszereződtek. Az 1989-ben kiszámított 6 milliárd amerikai dollár a következő évtizedben a duplájára nőtt, ami igen rosszul esett az USA kongresszusának, 1999-ben ki is vonultak emiatt a projektből. A megmaradt tagok, Európa, Japán és Oroszország kénytelenek voltak áttervezni a gépet, hogy a 6 milliárd dolláros kereten belül maradjon.

A feladat egy neves francia fizikusra, Robert Aymarra hárult, aki 70 munkatársával - az eredeti tervező csapat létszámának a felével három év alatt végzett a feladattal. Az áttervezett ITER kisebb lett és számos külső létesítményt is elhagytak, amivel sikerült visszatérni az eredeti költségvetés keretei közé. Az új tervezet 2001-ben került elfogadásra, a visszatért USA, valamint az újonnan csatlakozó India, Dél-Korea és Kína egyetértésével.

Aymar mindig is hangoztatta, hogy áttervezése nem a gép végleges tervrajza, csupán egy iránymutatás az ITER tagok számára, ami alapján eldöntetik, hogy mely részekhez kívánnak támogatást nyújtani. Mint kiderült Aymar tervei körülbelül 60 százalékban fedték le a tényleges tervezetet, amit ezúttal is leginkább az USA nehezményezett, ők legalább egy 80%-os készenléti szinten levő tervre számítottak.

A projekt 2006-os elfogadását követően egy újjáalakult ITER szervezet látott neki a 2001-es tervek átvizsgálásának és kiegészítésének, melyek közé bekerült egy szupravezető mágnes sorozat is, kontrollálandó egy korábban figyelmen kívül hagyott instabilitás típust. A módosítások jelentős pénzt és időt emésztettek fel. A hét tagállam illetékes hivatalainak jókora kihívást támaszt az ITER alkotóelemeit ellátó komplex hálózat kiépítése is. Bár az elemek specifikációi egységesek, a közbeszerzést az adott elemek elkészítését felvállaló kormányok végzik és felügyelik. A közbeszerzések elég döcögősen mennek, 2008 végére 26 szerződést kellett volna aláírni, idén májusban azonban még csak 17 kontraktus köttetett, ez több állam esetében is a még nem létező hivatalok felállítása körüli lassú ügymenettel indokolható.

A hét tagállam munkájának összehangolásához, a minőség biztosításához a 2001-ben becsült munkaerő szükséglet is jelentősen, 25 százalékkal nőtt, ami nem is csoda, 8 évvel ezelőtt csak három tagállammal terveztek. Holtkamp szerint a központi projekt hivatal önmagában legalább 750 fős személyzetet igényel. A tagállamok ennek ellenére sem mondtak le a tervezetről, az USA tavaly megduplázta vállalt költségkeretét, ami így 2,2 milliárd dollárra nőtt. Az EU ugyanakkor próbálja lefaragni a költségeket, gyakorlatilag minden nélkülözhető elemtől próbálnak megszabadulni. Az oroszok bizakodók, Jevgenyij Velikov az ITER tanács orosz képviselője úgy nyilatkozott, hogy őket semmi sem akadályozza vállalásaik teljesítésében.

Az 1. forgatókönyv sokat enyhíthet a jelenlegi problémákon. A terv szerint a reaktor először számos fontos és drága összetevő nélkül épülne meg, ilyenek a belső védőfal és az új anyagok, mint a trícium generálásához szükséges TBM modul. Kimaradnak továbbá a költséges gyorsítók, amik a semleges hajtóanyag sugarakat pumpálnák a gépezetbe és több rádiófrekvenciás eszköz, melyek a plazma további hevítésére szolgálnak. Ezen összetevők nélkül az ITER csak hidrogén plazmát tud kezelni, deutériumot vagy tríciumot nem.

A tervezet lehetővé teszi a tudósoknak és a mérnököknek az ITER működésének biztosítását jóval a hidrogén izotópok beinjektálása előtt. "Sikerre szeretnék vinni, és ez az egyetlen út, ami elvezethet a sikerhez" - összegzett Holtkamp.