A NAÜ közzétette a “Termonukleáris fúzió – 2025” című jelentését, amely bemutatja a legfontosabb projekteket, az általános helyzetet, a technológiák, a jogi szabályozás és a stratégiák terén tapasztalható tendenciákat, valamint az első pénzügyi becslést a termonukleáris fúzió költségeiről és a világ energetikájára és gazdaságára gyakorolt hatásáról. A legfontosabb trendek: a kutatás-fejlesztésről az építésre és a gyakorlati alkalmazásra való áttérés. Oroszország, a termonukleáris fúzió területén a világon az egyik vezető ország, a nemzetközi projektekben való részvételével és saját projektek fejlesztésével alakítja ezeket a tendenciákat.
“Ismét tanúi lehetünk a termonukleáris fúziós energia területén bekövetkező gyors változásoknak. A korábban kizárólag a kísérleti kutatások és a távoli jövő perspektívájában értelmezett területet ma már egyre gyakrabban tekintik a nemzeti energiastratégiák és ipari fejlesztési tervek alapvető elemének” – állapítja meg Rafael Grossi, a NAÜ főigazgatója a jelentés bevezetőjében.
A főbb irányvonal a következő: az országok elfogadják a termonukleáris fúzió területén végrehajtandó stratégiákat. A társaságok kiválasztják az erőmű telepítésére alkalmas területeket és első generációs megoldásokat terveznek – NAÜ adatai szerint világszerte több mint 160 termonukleáris üzemet terveznek, építenek vagy üzemeltetnek. A szabályozó hatóságok iránymutató dokumentumokat adnak ki –mintegy 40 országban működnek a termonukleáris fúzió területére vonatkozó speciális programok. A végső felhasználók villamosenergia-vásárlási megállapodásokat kötnek, az energetikai vállalatok stratégiai szövetségeket hoznak létre a termonukleáris technológiák fejlesztőivel, a kulcsfontosságú iparágak (beleértve az autóipart, a hagyományos energetikát, a repülőgépipart és űrtechnológiát, valamint a digitális szolgáltatásokat) a termonukleáris fúzió területén végzett fejlesztéseket beépítik hosszú távú portfólióikba. Az adott területre irányuló magánbefektetések mennyisége világszerte meghaladja a 10 milliárd dollárt.
“A tudományos gondolkodás, a kereskedelmi érdekek és a politikai lehetőségek közeledése korszakos változást jelent: a termonukleáris energetika új fázisba lép – a jelen körülmények között történő bevezetésbe” – kommentálja Rafael Grossi.
2024-ben a NAÜ létrehozta a Termonukleáris Energia Világcsoportot. Tagjai között állami és magánszervezetek, kutatóintézetek, oktatási intézmények és szabályozó hatóságok találhatók. A csoport feladata a tapasztalatok megosztása, kapcsolatok kiépítése és a kölcsönös megértés elősegítése.
A világ legjelentősebb termonukleáris projektje az ITER, a Nemzetközi Kísérleti Termonukleáris Reaktor. Oroszország a projekt egyik kezdeményezője és az egyik legfontosabb résztvevője. Jelenleg az orosz szakemberek a volfrámból készült belső fal paneljeinek gyártására készülnek (korábban berilliumból tervezték elkészíteni), és kidolgozzák a bór-karbid felvitelének technológiáját, amelynek meg kell akadályoznia a szennyeződések plazmába jutását. Az orosz tudományos intézetek hőmérséklet-ciklusos teszteket terveznek elektronnyalábbal, valamint a bevonat minőségének ellenőrzését impulzusos plazmoidákkal történő besugárzással. Az ITER számára ezek rendkívül fontos kutatások, amelyek közvetlenül befolyásolják a projekt jövőjét. Továbbá az orosz fél teljesíti az ITER berendezéseinek szállításával kapcsolatos összes olyan kötelezettségét is, amelyek a felelősségi körébe tartoznak.
A jelentés felsorolja a különböző országokban megvalósuló termonukleáris projekteket: a közös japán-európai JT-60SA, a kínai EAST, az amerikai SPARC és NIF, a német W7-X és mások. Az ezeken a berendezéseken végzett kísérletek már fontos eredménnyeé szolgáltak, többek között rekordokat állítottak fel a hőmérséklet és a plazma összetartásának vonatkozásában.
A NAÜ jelentésében megjegyzik, hogy az elmúlt évben sok ország frissítette a termonukleáris fúzió fejlesztési stratégiáját, és most már nem csak tudományos programként, hanem az energetikai és ipari politika, valamint külpolitika részeként is pozícionálja azokat. “Ez tükrözi a termonukleáris fúzió alapú energiatermelés gyakorlati megvalósíthatóságának egyre szélesebb körű elismertségét. Figyelembe véve a megnyíló lehetőségeket, a kormányok beruházásokat eszközölnek és politikai intézkedéseket dolgoznak ki a termonukleáris energia jövőbeli bevezetésének elősegítése érdekében” – jegyzik meg a jelentés készítői.
Oroszországban a “Termonukleáris Energia Technológiák” szövetségi projektet az “Új Atom- és Energetikai Technológiák” nemzeti projekt keretében hajtják végre. Fő célja a jövőbeli termonukleáris energetikára vonatkozó alapvető technológiák és a szükséges kutatási bázis fejlesztése.
Oroszországban számos termonukleáris berendezés működik: például a T-15MD és T-11M tokamakok, valamint a Globus-M2 gömb alakú tokamak.
Orosz tudósok befejezték az új generációs tokamak – a reaktor technológiával rendelkező tokamak (TRT) – előzetes tervezését, amelynek építését a közeljövőben tervezik megkezdeni. A TRT projekt, amely több évtizedes nemzeti tapasztalatokra épül a plazma mágneses összetartásával történő termonukleáris fúzió területén, és várhatóan alapját képezi majd a nemzeti kutatásoknak, amelyek hozzájárulnak a termonukleáris fúzió területén végzett globális kutatásokhoz és fejlesztésekhez. A TRT várhatóan biztosítani fogja a plazmafizika tudományágához tartozó kísérletek elvégzését, a továbbfejlesztett anyagok tesztelését, és integrálódni fog a nemzetközi kutatási együttműködésekbe.
“Jelenleg még nincs globális szabályozás a termonukleáris erőmű vonatkozásában, azonban számos jogrendszer elismeri annak szükségességét, hogy egyértelmű szabályozási keretet hozzanak létre a kereskedelmi célú villamos energia vagy hő előállítására szolgáló termonukleáris eszközökre vonatkozóan” – áll a NAÜ jelentésében.
Az országok aktívan tanulmányozzák a termonukleáris fúzió területén alkalmazott szabályozási megközelítéseket. Egyesek máris bevezetik a kutatási célú termonukleáris berendezésekre vonatkozó szabályozást. Ezek alapjául és precedensként szolgálnak a jogi keret és a jogi szabályozás megteremtéséhez, és közvetlenül vagy a szükséges módosítások bevezetése után alkalmazhatók a jövőbeli termonukleáris erőművekre.
A jelentés, valószínűleg az időkeret miatt nem tartalmazza az Oroszországi Föderáció termonukleáris energetikát szabályozó jogszabályainak változásait. Augusztus 1-jén az Oroszországi Föderáció elnöke aláírta a 342-FZ számú szövetségi törvényt, amely az Atomenergia felhasználásáról szóló törvény módosításait tartalmazza. A módosításoknak megfelelően a jogalapok és az atomenergia alkalmazásával kapcsolatos viszonyok szabályozásának elvei kiterjednek a tervezett és működő termonukleáris berendezésekre, beleértve azokat is, amelyek könnyű atomokkal végbemenő magfúziós reakciókhoz használt nukleáris anyagokat, speciális nem nukleáris anyagokat és radioaktív anyagokat tartalmaznak. A módosítások 2027. január 1-jén lépnek hatályba.
A NAÜ jelentése külön fejezetet szentel a magas hőmérsékletű szupravezetőknek. “Erősebb mágneses mező biztosításával, ami kompaktabb eszközökre ad lehetőséget, a magas hőmérsékletű szupravezető anyagok új lehetőségeket nyújtanak a termonukleáris fúziós technológiák fejlesztésének felgyorsítására és gazdaságilag vonzó, kész fejlesztések létrehozására” – jegyzik meg a jelentés készítői. A jelentés bemutatja azokat a nehézségeket, amelyekkel a magas hőmérsékletű szupravezető mágnesek gyártása, szerelése és használata során szembesülnek az erősebb mágneses mező nagyobb terhelést jelent az elektromágneses rendszerben, és a kompaktabb geometria miatt speciális kompenzációs intézkedések nélkül fokozódik a plazma hőáramainak hatása a berendezés belső felületeire. Ennek ellenére azonban, amint azt a jelentés készítői megjegyzik, egyre növekszik azoknak az állami és magánprojekteknek a száma, amelyek keretében magas hőmérsékletű szupravezető mágneseket használnak az eszközök méretének, építési költségének és fejlesztési idejének csökkentése érdekében.
A termonukleáris technológiák olyan szintre fejlődtek, hogy világszerte megkezdődött a termonukleáris erőművek önköltségének becslése. Így a jelentés tartalmaz egy részletet a The Role of Fusion Energy in a Decarbonized Electricity System című dokumentumból, amelyet a Massachusettsi Műszaki Egyetem (MIT) Energiaügyi Kezdeményezésének szakértői készítettek az MIT Plazma- és Fúziós Kutatóközpontjával együttműködésben, és amelyet a NAÜ kiadványához adaptáltak.
A kutatók elismerték, hogy a termonukleáris fúzióval történő villamosenergia-termelés jövőbeli költségeit nehéz tervezni, ezért a képzési görbét is figyelembe véve különböző becsült költségtartományok hatását értékelték. A kutatók a névleges teljesítmény kW-jára vetített teljes tőkekiadásra vonatkozó becsléseket használtak, amelyek tükrözik az Egyesült Államokbeli termonukleáris erőművek költségeit. A kutatók megjegyezték, hogy más országokban ezek eltérőek lesznek, és a villamos energia árától, a munkaerőtől és a tőkebefektetések dinamikájától függenek.
Az alapforgatókönyvnek megfelelően (8000 dollár/kW) a termonukleáris fúzióval termelt villamos energia ára és a kutatók becslései szerint a 2035-re jellemző 2 TWh-ról a fúziós energiatermelés 2050-re 375 TWh-ra, majd 25 ezerre TW-ra fog növekedni. 2100-ra. A fúziós energia aránya a világ villamosenergia-termelésében az alapforgatókönyv szerint 2075-re eléri a 15%-ot, 2100-ra pedig a 27%-ot.
A kutatók a fúziós energia alkalmazásának lehetséges gazdasági előnyeit is modellezték: “A termonukleáris energetika nélküli dekarbonizációs forgatókönyvhöz képest az összesített globális GDP az alapforgatókönyvben 0,4%-kal (8000 USD/kW teljes tőkekiadás mellett 2050-ben) és 0,9%-kal (az ár 5600 dollár/kW-ra történő csökkenésénél) nő. Ezek az eredmények azt mutatják, hogy a termonukleáris fúziós technológiák fejlesztésébe és bevezetésébe történő beruházások előnyöket hozhatnak a világgazdaság számára, és hozzájárulhatnak a dekarbonizációs célok eléréséhez még ebben a században”.
