Milliárdokkal drágul és éveket csúszik az első kísérleti fúziós erőmű, de így is megoldhatja az emberiség energiagondjait

Többéves csúszások, megnégyszereződött költségek, jókora technikai nehézségek – nagy bajban van a világ első kísérleti fúziós erőműve, írta a Scientific Americanen megjelent cikkében Charles Seife, a New York Egyetem újságíró-professzora. Seife szerint az ITER építése már most legalább hároméves csúszásban van a 2022-ben meghatározott céldátumokhoz, azaz a 2025-ös első plazmához, illetve a 2035-ös első termeléshez képest. Arról nem is beszélve, hogy a kezdeti 5 milliárd eurós költségvetés ma már 20 milliárd eurónál jár, ami négyszeres növekedést jelent.

Az újságíró azt írja: az ITER a katasztrófa küszöbén áll, és a fent említett okokból félő, hogy a legtöbb késéssel és költségnövekedéssel járó tudományos projekt lesz a történelemben.

Laban Coblentz, az ITER kommunikációs igazgatója a Telexnek elmondta: valóban lehetnek késések, és valóban drágább az építés, mint az előzetes tervek jelezték – de minden céldátum, és minden előzetes költségvetési számítás a lehető legjobb forgatókönyv szerint készült.

Ez volt a legoptimistább vállalás, aminek reálisan nézve valóban kevés esélye volt.

Az ITER jelenleg az egyik legnagyobb nemzetközi mágneses-fúziós kutatás-fejlesztési projekt a világon. A berendezésben a Nap közepén uralkodó hőmérsékletnél forróbbra hevített, körülbelül 150 millió Celsius-fokos hidrogéngáz ég el héliummá, miközben tízszer több energia keletkezik, mint amennyit az anyag fűtésére elhasználnak.

Ez az első ilyen jellegű berendezés a világon. Fúzióval kísérleteznek ugyan több helyen, de erőművi méretekben még sehol nem használják. Az erőmű nemzetközi együttműködésben készül, Kína, az Európai Unió, India, Japán, Oroszország, Dél-Korea és az Egyesült Államok vesz részt a fejlesztésben. Ennek fényében azért nem csoda, ha csúszással kell számolni – de az sem mindegy, mennyivel, az eredeti céldátumokhoz képest ugyanis már a jelenlegiek is csúsztatottak, eredetileg ugyanis 2016-ra tervezték befejezni a létesítményt.

„Az eddigi célok szerint 2025 decembere lett volna az első plazma időpontja, ami tudományos szempontból nem túl fontos, de akkor is egy céldátum. Ekkor gyakorlatilag bekapcsoljuk a berendezést, és ellenőrizzük, hogy megfelelően működik-e – mondta a Telexnek Laban Coblentz. – Ezután négy fázison keresztül újabb komponenseket adunk a géphez, és egyre bonyolultabb kísérleteket végzünk, egészen 2035-ig. Ez volt a cél.”

Most azonban valóban csúszásban vannak, mondta Coblentz, aminek összesen három oka van.

• Az egyik, hogy a koronavírus-járvány miatt a munka több hónapra leállt, a lezárások, az utazási korlátozások, a kereskedelmi útvonalak akadozása mind lassította a munkát. Az ITER egykori vezérigazgatója, Bernard Bigot 2021-ben azt mondta: a teljes fúziós kapacitás nem sérül, és a 2035-ös határidőkhöz képest továbbra is jól halad az összeszerelés.
• A második az, hogy az ITER két komponense is javításra szorul. Az egyik a tokamak 360 fokos, fánk alakú külső váza, amit 40 fokos részegységekből raknak össze. Ezeknek tökéletesen kell illeszkedniük, hogy a berendezés megfelelően működjön. Amikor az első három szegmens megérkezett az ITER franciaországi telephelyére, kiderült, hogy nem tökéletes a felszínük. Ez az egyik javításra váró komponens, a másik pedig a vákuumtartály és a körülötte lévő mágnes közötti fémlemez, a hőpajzs, amelynek gyakorlatilag az a feladata, hogy a rajta átfutó, héliummal teli hűtőcsövek a plazma és az extrém hideg mágnes között enyhítsék a hőmérséklet-különbséget. Ezeknél a hűtőcsöveknél nagyjából egy éve korróziót fedeztek fel, és szeptemberben döntöttek arról, hogy teljesen ki kell őket cserélni. Ezek a javítások nem pénzben, hanem időben jelentenek veszteséget.
• A harmadik késleltető tényező a Francia Nukleáris Biztonsági Hatósághoz (ASN) köthető: 2022 januárjában leállította, és azóta sem indította újra az építkezést azért, mert nem tudott meggyőződni róla, hogy a gép köré tervezett sugárzásárnyékolás megfelelő lesz. „Valójában azonban a szabályozóval folytatott megbeszélések további, mondhatnám, alapvető újrakezdését vizsgáljuk, hogy miként demonstrálhatjuk a legjobban biztonsági felkészültségünket, ami aztán az engedélyezésünkhöz is kapcsolódik” – mondta Coblentz.

A kutatók most is vizsgálják, hogyan tudják a jövőbeli kockázatokat csökkenteni. „Itt van egy kis eltolódás. A legtöbb támogató rendszerünk 100 százalékban kész, már szerelik össze őket. A központi gép az, amely miatt csúszást tapasztalunk.” Van egy teljesen működő kirogenikus létesítményük például, amivel tesztelhetnek, például a szupravezető mágneseket is, mielőtt maga a fúziós berendezés kész lenne. „Ez azt jelenti, hogy ahelyett, hogy várunk és a tervek szerint összeszerelünk, talán ezt a csúszást arra kéne felhasználnunk, hogy csökkentsük a jövőbeli kockázatokat.”

Megválaszolandó kérdés, hogy sikerül-e úgy összetömöríteni az első plazma utáni kísérleteket, hogy a 2035-ös határidő tartható legyen. Jelenleg úgy néz ki, hogy a négy fázis helyett sikerülhet kettőre összesűríteni, időpontok, biztos időintervallumok azonban egyelőre nincsenek.

„A komponensek cseréje nagyjából kétéves csúszást jelent, minél tovább húzzuk, annál többet – mondta Coblentz. – De ez nem jelenti azt, hogy a jelenlegi nagyjából hároméves csúszáson felül még két évvel kell számolni. Mindent, amit lehet, párhuzamosan próbálunk csinálni.” Többször felhívta a figyelmet arra: egyelőre nem tud pontos időpontot mondani sem az első plazmára, sem az erőmű bekapcsolására, úgy néz ki, leghamarabb 2024-ben lesz frissített ütemterv.

Ami a költségvetés növekedését illeti, Coblentz szerint a fent említett faktorok nem jelentenek önmagukban nagy drágulást, a csúszás viszont igen. „Nem igazán aggódunk azon, hogy jelentősen megnövekednek a költségek.”

A kommunikációs igazgató azt is mondta, hogy 2015-ben, amikor a frissített ütemtervet készítették el, a tagállamok között volt feszültség abból, hogy milyen céldátumokat nevezzenek meg. „Az ázsiai partnerek szívesebben dolgoznak nulla kontingenciával, ami azt jelenti, hogy nincs beleszámolva csúszás, sem extra költség. Az európai és amerikai kollégák ezt nagyon furcsának tartják, mert például legalább 50 százalékos árrést adnának hozzá. A 2025–2035-ös ütemterv a nulla kontingenciás verzió, a technikailag elérhető legjobb ütemterv.” Mivel a maga nemében ez az első ilyen berendezés, az előre nem látható problémák, technikai nehézségek esélye elég nagy, így a csúszás gyakorlatilag borítékolható. Ráadásul az olyan hátráltató tényezők, mint a koronavírus-járvány, nem láthatók előre.

„Ezek olyan nehézségek voltak, amelyeket nem láttunk előre. Ha most visszanézek 2015-re, elmondhatom, hogy az összeszerelés egyes aspektusai összetettebbek, mint amire számítottunk. Ezekre valószínűleg több időt kellett volna számolnunk. De ilyen gépet még soha nem épített senki.”

A koronavírus-járvánnyal ellentétben egyébként az orosz–ukrán háború egyelőre nem okoz jelentősebb késést a projektben: az ITER az egyik olyan tudományos együttműködés, ami mentesül a szankciók alól, és az ellátási láncok is javarészt vízen haladnak.

A Scientific American cikke azt is említi, hogy a Francia Nukleáris Biztonsági Hatóság 2023 márciusában megállapította, hogy egyes hegesztők engedélyét – amelyeknek atomerőművi minőségű hegesztéseket kell készíteniük a fémalkatrészek között – meghamisították. Coblentz azt mondta, hogy ez csak félig igaz: valóban találtak hamisított engedélyeket, csakhogy nem az ASN, hanem az ITER ellenőrei szúrták ki őket. „Van saját minőségellenőrünk, aki a hegesztőket és a dokumentációjukat ellenőrzi. Volt valaki, akinek a papírjaival kapcsolatban voltak kérdéseink, végül kiderült, hogy tényleg problémásak. Jeleztük az ASN-nek, és a helyszínen is ellenőrzéseket végeztünk, 13 hegesztőnél találtunk problémát 24 tanúsítvánnyal.” Ez Coblentz szerint a nukleáris közösségben gyakori probléma, és az ilyen jelentések segítenek abban, hogy egy-egy vállalatot ki is lehessen zárni a nukleáris berendezésekkel kapcsolatos munkából. Az ASN ebben az esetben is elküldte a megfelelő információt a többi nukleáris energiával foglalkozó vállalatnak.

Megkerestük a hatóságot is azzal kapcsolatban, hogy eddig milyen problémákat találtak az ITER-nél, és hányszor állították le az építést. Evangelia Petit, az ASN sajtóosztályának vezetője azt közölte: az ITER építési szerződésében előre meghatároztak néhány olyan pontot, amikor az összeszerelés leáll, az ASN pedig vizsgálódni kezd. Ezeket a pontokat 2013-ban az ASN jelölte ki. Két ilyen megállítási pontot már feloldottak, a 2022. januári a harmadik, ami egyelőre nincs tisztázva. A tokamak-összeszerelési pont feloldásához az ASN jelenleg a megfelelő dokumentációt várja az ITER-től.

„2022-ben az ASN megállapította, hogy a tapasztalati visszajelzéseket nem vették megfelelően figyelembe a vákuumtartály különböző szektorainak építése során. Ez a megállapítás a biztonsági kultúra hiányát mutatja az engedélyes részéről – írta Petit. – Nem szabad megfeledkezni arról sem, hogy az ITER-t részben az építéssel egy időben tervezik, ami sajátos bonyolultságot jelent a biztonság bizonyítása terén.”

Az ASN egyébként nagyjából évente ötször végez biztonsági ellenőrzéseket az ITER-en.

Nem tudni tehát, hogy pontosan mennyit csúszik, és mennyit drágul még az ITER, legközelebb 2024-re várható bármilyen konkrétum. Az, hogy az egyébként tényleg magasra rúgó költségek indokoltak lesznek-e, azt egyetlen dolog dönti majd el: hogy az erőmű bebizonyítja-e, hogy a fúzió a jövő energiája. Ha igen, akkor a 20 milliárd euró és a több évtizedes munka is apróságnak fog tűnni, hiszen a kezünkben lesz egy teljesen új, környezetbarát, biztonságos energiaforrás – ha pedig nem, akkor még az ötmilliárd euró és a tervezetten beleölt munkaidő is feleslegesnek bizonyul, legalábbis gyakorlati szempontból. Arról, hogy a fúziós energia mennyire reális jövőkép, megoszlanak a vélemények – a Scientific Americanben megjelent cikket író Seife például a szkeptikusok közé tartozik –, sokak szerint azonban ma már csak egyszerű műszaki, és nem tudományos kérdésről beszélünk. Az biztos, hogy az ITER költségeinek lefaragására és a határidő megtartására a legjobb esély most az, ha amit lehet, párhuzamosan végeznek – így talán a 2035-ös bekapcsolás még elérhető távolságban lehet.

Ehhez a cikkhez fizetett együttműködés keretében az Alrite beszédfelismerő (speech-to-text) megoldást használtuk.