Fenntartható Fejlődés és Erőforrások Kutatócsoport - Tudomány

Könyvbemutató: Nem én kiáltok, a Föld dübörög

Hetesi Zsolt — Tue, 29 Nov 2011 21:16:10 +0000

Miért és hogyan lett a magyar föld a globális tőke elsajátítási tárgya? Van-e még ezután reális esély földünknek a magyarság részére megőrzéséhez? Miért nem tudunk ésszerűen gazdálkodni a jövő egyik legfontosabb stratégiai kincsével, a vízzel? Miért vezetünk el többet belőle, mint amennyi hozzánk érkezik? Miért tesszük ezt olyan veszélyeztetett térségekben is, mint a Homokhátság?

Századunk a civilizáció összeomlásával is fenyeget. A termőföld és az édesvíz az élet alapfeltételei, közösségi birtoklásuktól függ fizikai létünk és etnikai megmaradásunk.

Mindkét szerző elkötelezetten védi a magyar temrészeti valóság egy-egy fontos elemét: Tanka Endre a magyar termőföld megmentésén dolgozik hosszú évek óta, Molnár Géza pedig a Kárpát-medence vízgazdálkodási hagyományaival foglalkozik, s próbálja a gyökerekhez visszatéríteni a szakma képviselőit, hogy az valóban a vízzel való gazdálkodást jelentsen, ne árvízi védekezést.

A könyvet ketten ismertetik, prof. dr.Körmendy Béla nyugalmazott állatorvos, a Százak Tanácsának tagja és dr. Hetesi Zsolt fizikus.

A bemutatót követően gondolatébresztő beszélgetés vár az érdeklődőkre. A helyszínen a könyvet meg lehet vásárolni.

2011. december 07. szerda 18:00, hely: EMI Klub, VI. Bajcsy-Zsilinszky u. 59. a Nyugatitól 2 perc gyalog.

Még egyszer az atomerőművekről

Molnár Géza — Sun, 14 Aug 2011 16:06:32 +0000

Antalffy Tibor honlapján érdekes megjegyzéseket olvashattunk a márciusi atomerőmű balesetekről. (Bővebben: http://www.antalffy-tibor.hu/2011/08/11/581-kussolnak-fukuchimarol/ ) A kérdéshez kapcsolódó vitában Tibor bá levonta a véleményem szerint egyedül értelmes végkövetkeztetést: "nukleáris reaktort nem lett volna szabad egyáltalán építeni."

Japánban és még pár országban a valós tényekkel megismerkedő közvélemény nyomására a politikusok elismerték, a jelenlegi kockázatok mellett az atomenrgiának hosszútávon nincs létjogosultsága. Hogy Magyarországon eljutnak-e valaha is a politikusok, döntéshozók és szakemberek iedáig, nem tudom. Véleményem szerint már az is nagy eredmény lenne, ha hajlandóak lennének egy lélegzetvételnyi ideig megállni, szembe nézni önmagukkal, a felelősségükkel, s végiggondolni, mivel játszanak. Végig gondolni, hogy egy esetleges hiba esetén az egész országot teszik lakhatatlanná, mint ahogy ezt most Japánban láthatjuk. Utólag bocsánatot kérni, mint azt a Japán komrány tette, későn lesz...

Messze van-e a Mexikói-öböl?

Hetesi Zsolt — Mon, 20 Sep 2010 21:00:23 +0000

Lehet-e válaszolni a címben feltett kérdésre egyszerűen? Hisz a Mexikói-öböl néhány ezer kilométerre lehet tőlünk... mondhatná bárki. Az írás végére lehet, hogy megváltozik e véleményük, véleményünk.

A BP olajkútjának tragédiájáról nem írtunk sokat. Katasztrófa, a maga nemében egyedülálló, és rádöbbentette az USA elnökét, hogy el kell szakadnia a kőolajtól, de egyelőre fogalma sincs, hogy mire kéne áttérni.

Az írás apropója azonban nem ez, még csak nem is az, hogy sikerült elzárni a szivárgást. Egészen más. A kiömlött olaj megváltoztatta a Mexikói-ööl tengeri áramlásait. Ezen az ábrán látható, hogy amíg a rendszer megfelelő módon működött, a Golf-áramlat egy része hurkot alkotva járta be a Mexikói-öböl belsejét.

Nyíl jelöli a szennyeződést okozó fúrótornyot.

A kiömlött olaj a (2)-vel jelölt hurok áramlása révén lejutott Kubától északra, és ott egy örvény képződött miatta. Ez látható a következő ábrán (1)-el jelölve.

Végül, a modellek azt mutatják, hogy emiatt a hurokáramlás le fog szakadni a Golf-áramlatról és az olaj nagy részét magában tartva körkörös áramlást alakít ki:

Az (1)-el jelölt hurok önálló életet él, a (2) helyen pedig egy örvény működik. Az örvény előbb utóbb megszűnik majd, ekkor a Golf-áramlat ismét benyomulhat a Mexikói-öbölbe, és ismét kialakíthatja a hurkot, ahogy az első ábra mutatta. Azonban ez nem két hét alatt történik meg. AZ óceánokban ezek az áramlatok néhány száz-néhány ezer év alatt stabilizálódnak.

Egyéb mérésekből már tudjuk, hogy 1957 és 2005 között a Golf-áramlat szállítószalagja 30%-al lassult. Ez önmagában is megdöbbentő, hiszen ez az áramlat fűti télen Észak-Európát, és ellensúlyozza a Szibéria felől érkjező hideg légtömegek hatását. Lassulása azzal függ össze, hogy olvad az Északi-sark és Grönland jege, mely hígitja az áramlás környezetét. Az áramlást magát a sókoncentráció különbsége hajtja, így az olvadó jég (amely édesvíz) ezt boríthatja fel - szemmel látható, hogy már el is kezdte.

És akkor most még itt van nekünk ez is: a Mexikói-öbölből egy ideig nem jut ki a hurokáramlat meleg vize a Golfba, ezzel csökken a Golf-áramlat hőmérséklete. Reméljük, csak ezen a télen. Olasz kutatók modelljei azonban azt mutatják, hogy a rendszer kaotikus jellege miatt félő a "Golf-áramlatra gyakorolt végzetes hatás". (Akik szeretik a tudomány csodáit, itt kipróbálhatják az Ocean Circulation Group modelljét.)

Szóval, a címben feltett kérdése, miszerint milyen messze van a Mexikói-öböl, azt kell felelnünk: nem elég messze...

Olajtalan talajerőpótlás

Szám Dorottya — Mon, 05 Jul 2010 18:56:19 +0000

Vajon törvényszerű-e, hogy mérgezzük magunkat a vegyszerekkel, melyekkel a növényeket védjük a kártevőktől (vagyis megöljük a kártevőt)? Vagy el lehetne kerülni, hogy a kártevő megbetegítse a növényt? Vajon célszerű-e műtrágyázással és mesterséges adalékokkal óriási termésátlagot elérni, miközben az egyik legfontosabb természetes jószágunk, a termőföld halottá válik? Vagy van olyan gazdálkodás, melyben nem kell a kártevőktől tartani, és a műtrágya is kiváltható? Úgy tűnik, a válasz: igen.

A világ népességnövekedése és a fejlődő országok lakosainak növekvő életszínvonala egyre nagyobb élelmiszerfogyasztással jár, ezt a növekvő igényt pedig lehetetlen kielégíteni műtrágyák nélkül. Az ősmaradványi erőforrások fogyása így érzékenyen érinti majd a mezőgazdaságot, mivel az erőforrás-igényes műtrágyagyártás nehézséget okoz majd. Gondoljunk bele, hogy a mezőgazdaság jelenleg 10 kcal energia befektetésével állít elő 1 kcal táplálékot; a befektetett plusz energia kizárólag ősmaradványi forrásokból származik, nélküle a mai mezőgazdaság nem tartható fenn.

A legfontosabb műtrágyaféléket, a nitrogéntartalmú ammónium-nitrátot és a karbamidot földgáz segítéségével állítják elő. Az alapot jelentő ammónia előállításának nyersanyaga is földgáz, és a gyártáshoz szükséges energiát is jórészt abból nyerik. További problémát jelent, hogy a Föld foszfát- és káliumkészletei ugyancsak végesek, a foszfátkitermelés az Egyesült Államok Geológiai Szolgálata (USGS) adatai szerint 1989-ben tetőzött, a kitermelés azóta csökken. A kálium és a foszfor esetén a műtrágya árát a kitermelés esése mellett a bányászott alapanyagok feldolgozási és szállítási költsége határozza meg. Drágítja a műtrágyákat a termelési lehetőségek szűkössége, s az is, hogy egy új üzem létesítése hatalmas és nehezen megtérülő beruházás. Egy új nitrogénmű felépítése legalább három év, egy foszfátgyár 3-4 évig épül, egy káliumüzem pedig nagyjából hét évnyi építkezés után indulhat be. A műtrágya drágulása pedig a trágyázás költségeinek emelkedéséhez vezet. A 2008-ban lezajlott műtrágya-áremelkedés gyakorlatilag mintegy megduplázta a költségeket.

A műtrágya kiváltására alkalmas egy hazánkban még alig elterjedt módszer, az effektív mikroorganizmusok (EM) alkalmazása, mely más országokban már évtizedek óta bizonyít. Az effektív mikroorganizmusok a talaj állapotáért felelősek, talajjavító és talajt károsító folyamatok(on) szabályozásán keresztül. Így például az olyan talajban élő növények, ahol a talajjavító mikroorganizmusok vannak túlsúlyban, jelentős növekedést mutatnak. Feltűnően egészségesek, kártevőktől és betegségektől mentesek. A talaj minősége tartós javulást mutat, nincs szükség műtrágyákra és növényvédő szerekre. Ellenkező a helyzet egy olyan talajnál, amelyben a betegséget okozó mikroorganizmusok vannak többségben. Az ilyen talajban erőtlen a növény fejlődése, a gyenge növényeket pedig könnyen megtámadják a kártevők. Növekedés gyakorlatilag nem lehetséges műtrágyák és kemikáliák nélkül.

Az EM egy gyűjtőfogalom, a mikroorganizmusok egy csoportja: fotoszintetizáló baktériumok, tejsavbaktériumok és gombák, amelyek az anabiotikus mikroorganizmusok közé tartoznak. Ha ezek a mikroorganizmusok elegendő mennyiségben jelen vannak a talajban az ott őshonos és kedvező tulajdonságú más mikroorganizmusok számára is megfelelő közeget hoznak létre, így azok képesek lesznek felszaporodni és egészséges talajállapotot kialakítani. Ha képesek szaporodni, akkor elősegítik az antioxidációs szint növelését, tevékenységük ösztönzi a regenerációs folyamatokat a talajban, levegőt és vizet tisztítanak, fokozzák a növény növekedését, az általuk kiválasztott anyagok nagy mennyiségben – növények és állatok számára is hasznos - tápanyagot tartalmaznak.

Ezek a jótékony hatású mikroorganizmusok tudományos bizonyítékokkal alátámasztva, külön-külön már régóta állandó segítői életünk különféle területeinek. Ezek a mikroorganizmus készítmények 100 %-ban természetes anyagból vannak, egészségre ártalmatlanok, nem tartalmaznak genetikailag módosított összetevőt, vegyszert, irritáló hatású összetevőt, sőt biológiai termesztésben hazánkban is engedélyezettek. Az effektív mikroorganizmusok regeneratív, felépítő folyamatokat indítanak be és támogatnak különféle környezetben, ezáltal javítják életközösségek, biológiai rendszerek minőségét és egészségét. Az effektív mikroorganizmusok sikeresen alkalmazhatók mind a mezőgazdaság, mind a környezetvédelem különféle területein. Hosszú távon alkalmazva csökkenthető a vegyszerhasználat. Ez a jövőben azért fontos, mert az ősmaradványi források fogyása megnehezíti a vegyszergyártást, mely erőforrás-igényes iparág. Javul a talajminőség, helyreállítható a szerves anyag természetes körforgása, növelhető a termésminőség és -mennyiség. Számos előnyük közül a legfontosabb, hogy rendszeres használat mellett nélkülözhető vele a műtrágya, így anélkül is tudjuk a jelenlegi termésátlagokat biztosítani. Sőt még ennél többet is.

Az EM-technológiát a japán Teruo Higa és kollégái fejlesztették ki, hogy jobb mezőgazdasági viszonyokat teremtsenek Japánban. Japánban a szárazföldek 90 %-a alacsonyértékű, kilúgozott talaj, ami a leromlás végső állapotában van. Bár a műtrágya és más mesterséges szerek alkalmazása látványos szerepet játszott a terméshozamok növelésében, kiszipolyozta a talaj azon természetes képességét, hogy megújuljon és egészséges állapotában fennmaradjon. Teruo Higa legfőbb célja a rizs terméshozamának növelése volt. Japánban a rizstermés legnagyobb hozama 14,5 bála volt 10 áranként. Ez az eredmény a termesztők oldaláról optimális felszereltséget feltételez, mindehhez jó időjárási viszonyokat, valamint vegyszerek és műtrágyák alkalmazását. Később, a technológia bevezetésével a legjobb elért termésátlag 10 áranként 27,6 bála lett. Néhány évvel később mutatkozott meg, hogy további termésnövekedés lehetséges és magasabb szint érhető el, mint valaha is a hagyományos módszerekkel. Így csökkenteni lehetett a rizstermesztéshez szükséges területeket és emellett minőségében és ízében is kitűnőbb rizshez jutottak. Az EM alkalmazásának egyik előnye, hogy csökkenthetjük a termőfelületet, ami különösen előnyös, ha figyelembe vesszük a globális viszonyokat, a bioetanol-gyártás növekvő termőterület-igényeit. Az EM technológia a rizstermesztés mellett alkalmazható minden kertészeti és szántóföldi növénynél is a terméshozam növelésére. Míg korábban a trópusi gyümölcsök termesztésére csak egyetlen virágzás és betakarítás volt jellemző, az EM alkalmazása sokszoros termést, és a hozam többszöröződését eredményezte. Az uborkatermesztésben, ahol rendszerint egy nóduszon egy uborka fejlődik, 4-5-re nő a termések száma nóduszonként. Ugyanez megfigyelhető a kukoricánál is, ahol nyolc cső van egy száron, a koktélparadicsomnál, ahol a hozam növényenként 30 paradicsomról 300 paradicsomra növekedett.

Bár az EM használatán alapuló mezőgazdasági termelést csak lassan fogadják el, növekvőben van azon országok száma, amelyek egyre komolyabban foglalkoznak vele és országos szinten alkalmazzák. Jelenleg Brazília a világ legnagyobb EM felhasználója, de több dél-amerikai és
távol-keleti országban folynak termesztési kísérletek az EM használatával. A fejlett országokban kevésbé ismert az EM, egyedül USA-ban és néhány európai országban, köztük elsősorban Németországban működnek EM-et előállító üzemek, Lengyelország pedig élen jár
alkalmazásukban. EM-termékeket már Magyarországon is be lehet szerezni, hazánk lemaradása azonban ezen a téren még jelentős. Fontos lenne ennek a technológiának a népszerűsítése, gyorsított bevezetése; egyrészt az egészséget védő élelmiszerek elterjedése, másrészt a mezőgazdaság olajarányának csökkentése érdekében. Sajnos itt is olyan nehézség van előttünk, mind a megújuló (nap) és megújítható (zöldtömeg, vagy biomassza) erőforrások rendszeresítése kapcsán. A technológia, ami segíthetne elkerülni az olaj és földgáz fogyása miatt hamarosan fellépő gondokat a mezőgazdaság terén, már létezik. Csak nincs elég idő arra, hogy a technológiára való átállás végbemehessen. A növekvő igényeket
kielégítő termelés-felskálázására úgy tűnik, nem leszünk képesek, de menthetjük a még menthetőt.

Tudományos tevékenység 2007-től

Hetesi Zsolt — Thu, 24 Sep 2009 20:08:05 +0000

A csoport 2007-es megalakítása óta minden rendszeres támogatás/jövedelem nélkül az alábbi tudományos kutatói tevékenységet fejtette ki.

Konferencia-részvétel és előadás:

50. Georgikon Napok, 2008 szeptember 25-26.
Munkavállalók helyzete (MOSZ-konferencia), 2008 december 9.
Fenntarthatóság - kilátások; Szent István Egyetem, 2009. február 9.
Ország- és világ energetikai helyzetismertető; NFFT Bizottsági ülés, 2009 április
Az éghajlatváltozás kihívásai – Európai Mobilitási Hét 2009; Miskolc 2009 május 27.
Energia és entrópia a SETI kutatásban és földönkívüli társadalmakban, ELTE, FIKUT 2009; 2009 szeptember 3-5
Entropy and Civilizations - The Role of Complex Systems, Balaton Group Conference, 2009 szeptember 8.
51. Georgikon Napok, 2009. október 1-2.
2. Magyar Klímacsúcs, 2010. február 19.
Mandualvirágzási Tudományos Napok, PTE 2010. március 3-5.

Szakcikkek, írások, munkák magyarul:

Értékelés a gazdasági válságról, az NFFT megbízásából, 2009 május
Kecskemét város környezeti-energetikai program felülvizsgálata, folyamatban
Ismeretterjesztő könyv a Föld állapotáról, 4 kiadás. 2009

Szakcikkek, írások, munkák angolul:

Energy Use, Entropy and Extra Terrestrial Civilizations, Journal of Physics, in press.
Energy Shortages and Society. Simulation of the Possible Collapse of Networked Systems (in prep.)

On Statistics of the IR Uranium Resources (in prep.)
On EROEI and the Future of the Global Oil Production (in prep.)

Kuba és a fenntarthatóvá tett mezőgazdaság

Szám Dorottya — Mon, 28 Jun 2010 12:12:25 +0000

A közép-amerikai szigetország számára komoly csapást jelentett a Szovjetunió összeomlása. 1990-ben Kubában volt a legmagasabb a születéskor várható élettartam, a világon a második legmagasabb a gabonahozam nagysága és a kalória-bevitel. Egyetlen kubai sem éhezett. Azonban ezeket az eredményeket egy borzasztó függés révén érték el.

A trópusi termékekért, főleg cukorért cserébe a Szovjetunió olajat, traktorokat, műtrágyát, növényvédő-szereket, állateledelt és a lakosság élelmiszerének mintegy felét szállította. A kubai gazdaságok állami tulajdonban voltak, és sok vegyszert igénylő monokultúrás gazdálkodást folytattak. A vetési terület hatvan százaléka cukornád volt, s ez adta a kiviteli bevételek háromnegyedét.

A biogazdálkodással fenntarthatóvá tett főváros, Havanna

1990-ben, mikor a szocialista tábor összeomlott, a kereskedelem a legtöbb kapitalista országgal tilos volt. Kuba hirtelen elveszítette élelmiszereinek felét, s a másik felének megtermeléséhez szükséges fűtőanyagának, műtrágyájának jelentős részét. A helyzet kétségbeejtő volt, jegyrendszert vezettek be. Hiánycikk volt a tojás, étolaj, kenyér, hús és tej, az emberek rizsen, babon, halon, burgonyán és kasszaván éltek.

Kuba elkezdett dolgozni a megoldáson. Tudományos szakemberei már a válság előtt módszereket dolgoztak ki a kártevők elleni védekezésre és a talaj tápanyag pótlására. Kiépítettek egy kártevő-ellenőrzési rendszert, növényvédő szerek helyett az ültetvények védelmére bogarakat használnak. Ha a cukornád-rovar feltűnik, akkor egy Lixophaga nevű légy tömegeit engedik ki, amelyek elpusztítják azt a bogarat. A kártékony hernyók ellen Trichogrammát, egy kis darázsfélét terjesztenek, amely a hernyó petéit eszi. A gazdálkodók baktériumokkal, gombákkal, vírusokkal fertőzik meg a károsítókat, ilyen pl. a Beauvaria bassina, amely öli a banán-zsizsiket. Ezeket a biológiai fegyvereket 218 központban, szövetkezetekben és állami gazdaságokban állítják elő. Emellett a tudósok kártevő bogarakat pusztító fonalférgeket izolálnak, valamint a növényi kártevők ellen talajmikrobákat. Szövettenyészetben termesztenek vírusmentes magoncokat és vetésforgóval védekeznek a gyomok ellen.

Kuba régi szovjet traktorai nem működnek kőolajjal, ezért szarvasmarhákat tenyésztenek, amelyek trágyázzák is a talajt. A talaj tápanyagtartalmának növelésére hüvelyeseket termesztenek, amelyeket beszántanak a földbe. Erre a célra használnak komposztált települési hulladékot és földigiliszta eredetű humuszt. Felfedeztek élő trágyagyárakat: szabadon élő nitrogént kötő és foszfort a talajba leadó baktériumokat.

Ezek az új gazdálkodási módszerek sokkal több embert foglalkoztatnak, mint a korábbi gépiesített gazdálkodás. Ez eleinte gondot jelentett a városiasodás miatt, de később az olajhiány a városokban munkanélküliséget okozott, ezért a kormány olyan intézkedéseket hozott, aminek hatására tömegesen költöztek falura az emberek. Az üresen maradt városi telkeken élelmiszernövényeket termelnek. Az élelmiszer termelés ezáltal növekedni kezdett.

Bár a kubaiak étrendje ma nem olyan gazdag, mint régen, az ellátottság megfelelő. A vegyszermentes termelés miatt kevesebb a megbetegedés a mezőgazdasági dolgozók között. A talaj javul, a humusz és az önfenntartó mikrobák rendszere néhány évtizeden belül teljesen helyreáll. Kuba tehát nemcsak fenntartotta, hanem növelte is az élelmiszer-termelését, miközben növelte a munkalehetőségeket és erőfeszítéseket tett a környezet védelmére.

Éghajlatváltozás és logika

Hetesi Zsolt — Tue, 06 Apr 2010 21:07:08 +0000

Érvek sora az egyik táborban, és érvek sora a másikban is. Nem mindig van időm arra, hogy végigolvassam azt a sok - legtöbbször zugoldalakról származó hírt amelyek mindenáron le akarnak dönteni minden korábbi tudományos vélekedést. Néha elég egy egyszerű szorzás-osztás, hogy kiderüljön, igazak-e az újabb "megdöbbentő" hírek, vagy csak lusták lettünk gondolkodni is, már csak linkeket vagdalunk egymás fejéhez egy-egy vitában.

Én most gondolkodásra hívom fel az olvasót. Egy pillanatra álljunk meg, és nézzünk a fizika egyik legegyszerűbb, laboratóriumban kimérhető eredményét: a CO2 molekula infravörös spektrumát. A legtöbb molekula infravörösben nyel el sugárzást, itt gerjeszthetőek ugyanis a molekulák. Képzeljük el úgy őket, mint mini súlyzókat, ahol középen a szénatom van, kétfele kiáll két oxigénatom, és a súlyzó szára egy-egy rugó. A rugó akkor kezd el jócskán rezegni, ha egy megfelelő energiájú infravörös foton (hőfoton) találja el. Ekkor a foton energiája elnyelődik a molekula rezgésében. Persze egyszer majd ez a rezgés leáll, a fotont újra kisugározza a molekula, de nem mindig kifelé, az űrbe, így a hő egy része itt csapdába kerül. Jó, ez nagyon egyszerű kép, mégis nagyjából elfogadható.

Több CO2-->nagyobb hatás. Az alsólégkör már elég jól telített CO2-vel, de a felső még nem. A hatást tehát növelni tudjuk, több CO2 kibocsátásával.

Mégis némelyek azt állítják, hogy ennek semmi köze az éghajlat változásához.

Legyen. Játsszunk el a gondolattal, hogy nem tudjuk mi az oka annak, ami körülvesz minket. Mert azt azért nehéz lenne tagadni, hogy elég masszív éghajlatváltozás zajlik; és ennek leglátványosabb jelei az Északi-sark környékén lelhetők fel. Az ábrán is az látható, hogy 2000 és 2009 közötti évek átlaga mennyivel tér el a Föld egyes tájain az 1951 és 1980 közötti évek átlagától (NASA).

Szóval ez legalább tény. Tegyük fel egy pillanatra, nem tudjuk mi okozza. Mégis, a fenti fizikatudás fényében kicsit buta álláspont azt hirdetni, hogy az emberi hatás elhanyagolható ebben, pöfékeljünk csak bátran.

DE! De végképp hülyének tűnik az érvelő, akkor ha elfogadom, hogy igaza van, és azt teszem fel, hogy az éghajlat tőlünk függetlenül változik. Ez ugyanis azt jelenti, hogy a légkör most éppen egy nagyon erősen instabil állapotban van. Értelmes dolog akkor még nyakonönteni egy csomó üvegházgázzal is, ami ezt az instabilitást valószínűleg tovább növeli?

Na erre tessék gombot varrni.

Világunk fejlődésének hajtóereje és a fenntartható társadalom

Végh László — Tue, 09 Mar 2010 20:36:06 +0000

(A PTE Mandulavirágzási Tudományos Napok keretében tartott előadás írott változata)

Világunk fejlődését a hőtan tételei szabályozzák. Elsősorban a II. főtétel, amely kimondja, hogy a munkavégzésre alkalmas energia részarányának az idő múlásával csökkennie kell. Továbbá olyan folyamatok a valószínűbbek, amelyek gyorsabban és teljesebben szórják szét a munkavégzésre alkalmas energiát, ez szabja meg, mi valósul meg a természet egyéb törvényei által megengedett folyamatok közül. Végsősoron az entrópia növekedését leíró II. főtétel működése teljes kiegyenlítődéshez, az energiakülönbségek eltűnésére vezet, de ez nem azt jelenti, hogy a világ lépésről lépésre, fokozatosan válna rendezetlenebbé. Sőt a II. főtétel egyenesen serkenti az olyan, egyre összetettebbé fejlődő részrendszerek kialakulását, növekedését és szaporodását, amelyek felépülésükhöz és működésükhöz több munkavégzésre használható energiát képesek elnyelni és szétszórni, mint a környezetükben lévő egyéb rendszerek. Ezek a részrendszerek éppen azért formálódnak, hogy minél gyorsabban, mennél több energia használódjon el és így a rendszer egészére teljesebben érvényesülhessen a hőtan II. főtétele. Miután a részrendszerek felemésztették az energiát, összeomlanak. Kezdjük megérteni, hogy az élet kialakulását, a törzsfejlődés folyamatát és azon belül az ember megjelenését is a hőtan törvényei mozgatták.

Ismert példa a növekedést, szaporodást hajtó törvényre a Szent Máté szigeten történtek. 1944-ben 29 rénszarvast telepítettek a rénszarvaszuzmóval gazdagon borított szigetre. Ragadozó híján gyorsan gyarapodott az állomány, 1963-ra hatezresre nőtt. Amikor 1963 végén a zuzmó elfogyott, a csorda elpusztult. Akár a rénszarvasokban, bennünk is ösztöneinken keresztül érvényesül a növekedést és szaporodást előíró természettörvény. Akkor maradhat fenn a törzsfejlődés során megjelenő új állatfaj, ha versenyképessé tevő tulajdonságai vannak. Minket az értelem tartott meg, ennek természetadta feladata ösztöneink segítése, nélküle vadászni sem tudnánk. De ha az értelmünk csak ösztöneink szolgálatára szorítkozik, nem sokban különbözünk az állattól. 195 ezer éve az afrikai szavannán jelent meg a mai ember, vadászó-gyűjtögető életmódot folytatott, 150-200 fős csoportokban élt. Gyarapodtak, szaporodtak így élő őseink, betöltötték a földet és 12 ezer évvel ezelőtt elkezdtek letelepedni. Alaptermészetünk azóta sem változott, ma is vadászó-gyűjtögető őseink ösztönei vezetnek bennünket.

Döntéseink, vágyaink, törekvéseink a tudatalatti tartományból származnak, ennek tartalmát az ösztöneink és az életünk során felgyűlt tapasztalatok, beidegződések alkotják. Csak innen, a tudatalattiból támadhat cselekvésre indulat. Nem az a jó, szép, igaz kelt az emberben cselekvésre indulatot, amit az eszével annak tud, hanem amit belülről, tudat alatt is annak érez. Ha a dolog egyszerű, nem ütközik akadályba, nincsenek mérlegelendő társadalmi következményei, akkor az a tudat, az értelem igénybevétele nélkül önműködően kielégül. Ha a dolog bonyolultabb, a tudatalattiban ébredt vágy, törekvés a tudatalatti által mellékelt indoklás kíséretében kb. fél másodperc múlva kerül fel a tudati övezetbe. Egyáltalán nem biztos, hogy az indoklás a tudatalatti tényleges szándékát fedi. Csak annyi a tudatos rész, az értelem szerepe, hogy felülvizsgálja, mérlegelje az indoklást. Ha nem megfelelő az indoklás, visszaküldi a tudatalattinak, más, elfogadható indoklást kérve. Ha a tudatalatti nem tud megfelelő indoklást adni, általában eláll a vágyott cselekvéstől. Nem mondhatjuk, hogy az elménk kifejezetten az igazság megismerésére törekszik és a valós helyzetnek megfelelő döntést hoz. Értelmünk inkább azt igyekszik igazolni, hogy miért jó az, amit tenni akarok, miért nekem van igazam. Értelmünk olyan, mint az ügyvéd, aki elsősorban ügyfelét igyekszik jobb helyzetbe hozni és akinek az igazság csak másodlagos.

Nézzük meg, mi jellemzi a vadászó-gyűjtögető létfenntartási ösztönét. Nem kellett a szavannán készletezni, bármikor találhattak táplálékot. Amikor a csoport elment gyűjtögetni és lelt valaki valami kívánatosat, azonnal rátette a kezét, különben más vette volna fel. Ma is ez az ösztönös viselkedés jellemez bennünket. Nem csak a kukákban turkáló éhezők, hanem a bőségben élők nagy többségének életét is. Hiába van annyi mindene az embernek, mégis, ha valamit megkíván, megszerzi magának. Nem volna rá szüksége, de az ösztön nem engedi otthagyni. Ha az értelem az ösztön szolgálója, a gazdaság egyre csak növekszik. Amint a növekedés eléri korlátait, az ösztönök ezek túllépésére sarkallnak, legeltetessük túl a legelőt, zsigereljük ki a termőföldet, vágjuk ki az erdőt és háborúzzunk a szomszédokkal. Mindez előbb vagy utóbb elpusztítja a társadalmat.

Míg az ösztönei által uralt ember csak a mában él, a ma lehetőségeit igyekszik minél jobban kihasználni, az ember az értelmét antroposzként, messzire és felfelé nézőként alkalmazva is élhet. Visszafelé nézve tanul a hagyományból, a történelemből és előrefelé, valamint Istent keresve felfelé is tud tekinteni. Nem élhetünk az ösztöneink hajtóereje ellenében, ám a társadalom összetettsége lehetőséget ad magasabb szintű kiélésükre. Ez adja a megmaradásunk, a fenntarthatóság lehetőségét. Például az állati elődeink erősebb hímjei bántják a gyengébbeket. Ott van bennünk is az erőszakra való hajlam, ez elemi szinten legénykedve, verekedve vagy még durvábban tör ki rajtunk. De tisztes foglalkozást űzve, hentesként, őrmesterként vagy magas szinten, orvosként, sebészként is kiélhető a hajtóereje. Puhány természetű nem mehet orvosnak, nem állhatna meg a beteg előtt, nem bírná elviselni a gyógyítással együttjáró terheket. Míg elemi szinten a szerzés ösztöne az anyagi javak és a pénz gyűjtésére hajt, magasabb szinten kapcsolatokat, készségeket, tudást szerezve, alkotva élhető ki. Ha a szerzés ösztöne szabadon érvényesül, annak nemcsak a versengés és küzdelem, hanem az erőszak és a háborúskodás is együttjár. Legkönnyebben a természet kirablásával lehet csökkenti a versengés által kiváltott súlyos társadalmi feszültségeket, elkerülni a munkabeszüntetéseket, tüntetéseket és a kifosztott néptömegek lázongását.

Ösztöneink mellé neveléssel ösztönerősségű viselkedési minták, erkölcs ültethető be a tudatalattiba. De a társadalom csak akkor tud felfelé emelkedve, fenntartható életre nevelni, ha van magasabbrendű mintákat adó szellemi vezető rétege. Nem eleve elveszett az ember, voltak olyan népes társadalmak, mint Tibet és az Edo kori Japán, amelyek az ösztönök hajtóerejét a szellemiekben való épülésre fordítva képesek voltak megállítani az önpusztító növekedést. Sohasem voltak többen a tibetiek két-három milliónál. Mégis, a tibeti nyelvű irodalom közel akkora, mint a latin nyelvű európai irodalom. Mindez a hallatlan szellemi kincs a fenntartható életre való törekvés gyümölcseként halmozódott fel. Tibet már az őskorban is lakott volt és egészen a 20. század közepéig fenntartható módon élt. Kevés és sérülékeny a termőtalaja, óvni kellett. Nem szaporodhatott túl a népesség. Ennek megakadályozására meghúzták a mezőgazdasági és szellemi munka csaknem ezer éven át érvényes szabályait. Oszthatatlanná tették a családi birtokot, örököse a legidősebb fiú vagy férfi örökös híján a legidősebb leány. Csak ő köthetett házasságot. Így Tibet nem népesedhetett túl, földjeit nem zsigerelték ki. Aki pár nélkül maradt, otthon dolgozhatott vagy férfiak, nők egyaránt buddhista szerzetesnek vonultak. Ott a rendház földje tartotta el őket. Háromszáz éven át, egészen a 20. század közepéig Tibet népességének harmada rendházakban élt. Jóval kevesebbet kellett itt dolgozni, mintha családot tartanának fent, és sok idő marad elmélkedésre, tudományra, művészetre és általában a szellem dolgaira. Tibet szerzetesei közül sokan váltak kiváló hittudóssá, nyelvésszé, történésszé, orvossá vagy művésszé és az ő műveik töltik meg Tibet könyvtárait.

Nehéz azzal szembenéznünk, hogy világunk mai válsága nem egy a sok közül, hanem az emberiség történelmének talán legnagyobb válsága, összeomlás fenyegeti a világgazdaságot és életrendünk egészét. A tőkés gazdaságot a szerzés ösztöne, végsősoron az energia minél gyorsabb elhasználásának törvénye mozgatja. De a láthatatlan kéz csak addig mozgathat, amíg el nem használtuk az erőforrásainkat. Mai világunk, a láthatatlan kézre hagyatkozva, csak az ösztönöket szolgáló értelmet becsüli és ezzel végveszélybe sodorja magát. Nincs szellemi vezetés, a csak a mára tekintők határozzák meg, mint éljünk. Csak növekedve életképes a mai gazdaság, működését nem az ésszerűség jellemzi. Hogy mennyire vakon, az erőforrásokat és nyersanyagokat pocsékolva működik, az utcánkban lefektetett fényvezető hálózatok példája szemléltetheti. 1983-ban fektették a távbeszélőhálózat vezetékeit föld alá. 2007-2009 között ásva, újabb aknákat építve, három újabb hálózatot telepítettek. Egyetlen köztulajdonban lévő földalatti hálózatra volna csak szükség, erre több, egymással versengő tartalomszolgáltató is csatlakozhatna. Ugyanazt a szolgáltatást kapná a köz és ha a munka nélkül maradt vezeték fektetők nem csinálnának semmit a fizetésükért, valamennyien jobban járnánk. Munkájuk csak az erőforrás és nyersanyag pazarlását és a természetes környezet maradandó károsítását eredményezi. Miféle gazdasági rendszer az, amelyik így teremt munkahelyet, eképpen dolgoztatja az embert? Nem az értelem, az ember érdeke, hanem vadászó-gyűjtögető őseinktől örökölt ösztöneink szabad érvényesülése vezetett a pazarló gazdasági rendszer kialakulásához. Bizony a legfejlettebbek országokban a mai termelés csupán 5%-a is elég lehetne ahhoz, hogy jól éljünk, egészségesek legyünk és ráadásul, a sok szabad idő hatalmas emberi erőforrásokat szabadíthatna fel mindannyiunk épülésére. De az ésszerű, a Günther Pauli által szorgalmazott természethasonló, az erőforrásokkal takarékos termelési rendszerek bevezetése, valamint a felesleges és káros tevékenységek leépítése helyett világunk vezetői még ma is a gazdasági növekedést erőltetik.

Mandulavirágzási napok - komoly konferencia, kis áltudománnyal (?)

Hetesi Zsolt — Sun, 07 Mar 2010 00:46:07 +0000

A hét végén tartották a Mandualvirágzási Tudományos Napokat Pécsen, a kulturális főváros programjanak keretében. Meghívott előadóként mindkét napon figyelemmel követtem az eseményeket, és nem vagyok mindennel elégedett, előbb azonban jöjjenek a pozitívumok.

A konferencia túlnyomó része rendkívül színvonalas előadásokat tartalmazott, a szervezők kiváló munkát végeztek. A hangulat is jó volt, beszélgető csoportok alakultak ki, sokat tanultunk egymástól, barátságok alakultak ki, rendkívül sok előadás (legalább minden második) inspiráló volt több ötlet erejéig, vagy akár egészében is - kiemelném Vida Gábor akadémikus, Günter Pauli üzletember Végh László fizikus, Kiss Tibor és Bogár László közgazdászok előadását. Összhang mutatkozott abban, hogy úgy tűnik a természettudósok felfogták a baj mértékét és világosan képesek rámutatni. Néha ez sikerül egyes közgazdászoknak is, de nem mindig. Végh Lászlót idézem: "hát milyen közgazdasági elmélet az, amelyik csak a társadalmat és az erőforrásokat hagyja ki az alapjaiból?" A kérdést derültség követte. Azonban a közgazdászok jó része (tisztelet a kivételnek és főleg a szervezők közül is nagyon fontos szerepet betöltő Kiss Tibor docensnek, akik ott voltak végig) saját blokkjának elmúltával eltűnt. Viszont utána a természettudósok elkülönülve (Vida,Végh, Hajnal Klára, Hetesi) meg tudták vitatni, hogy a társadalomtudomány részéről érkezett előadók nem tudtak felnőni ehhez a feladathoz.

Elhangzott egy előadás, mely társadalomtudományi oldalról kívánta megvilágítani a fenntarthatóság kérdését, de közben olyan állításokat is tett, amelyek egy jóérzésú fizikus zsebében is bicskát nyitnak... Csak ízelítő:

- a Növekedés határai c. tanulmány megállapításain már túl vagyunk, nem ez a legfontosabb kérdés. (Valóban? Nem fontos a tönkremenő élőrendszer, a fogyó energia, szennyeződő bolygó, nem megfelelő információáramlás?)

- a tudomány átlépett egy posztmodern korszakba (??), sőt már ezen is túl van, egy poszt-tudomány keletkezett, ami már olyan dolgokat is vizsgál, amik szellemi sőt kollektív tudati szinthez tartoznak. Mindebben a legújabb kvantumelméleti eredmények játszanak szerepet - állította az előadó. (Ami nem mérhető, nem lehet tárgya a fizikának, így a kvantumelméletnek sem... sem a szellem, sem szellmei létezők (démonok? angyalok?) sem a kollektív tudat egyelőre nem mérhető, nincs is rá módszer. Szerencsére, mondhatnánk akár.)

- a kérdésre, hogy mit ért poszt-tudományon, vajon a mi tudományos módszerünkkel mi a baja, nem adott egyenes választ az előadó, így arra jutottunk, hogy mi abba már nem férünk bele, mi maradunk inkább a tudománynál.

Másnap reggel jött a hideg zuhany, megérkezett László Ervin. Műveiből ismerve gondolatait, ő már korábban is lement a biztos tudás térképéről és olyanokról is ír, amik nem vehetők komolyan; de erre még én sem számítottam.

- a Káoszpont c. könyv szerzőjének hiányosak a fogalmai a káoszelméletről. Azt gondolja pl. hogy egy magasabb komplexitású szintre képes az emberi társadalom átlépni, de ehhez nem kell több energia (a magasabb összetettség több energiával jár, hsizen az entrópia lokálisan csökken).

- szerinte 2012-ben egy nagy kitörés lesz a napkoronában, mely tönkreteszi a villamos távközlést. Mikor rákérdezetem, hogy ezt hogy érti, akkor már csak valószínűnek nevezte az eseményt, a pódiumon még biztosnak. Annyi biztos, hogy 2012 körül lesz napfoltmaximum, és valószínűbbek a koronakitörések (coronal mass ejection az angol nevük), de ettől még továbbra sem lehet őket darabra és dátumra előrejelezni.

Egyre alapvetőbb tapasztalatom, hogy a fenntartható élet kutatásával kapcsolatos kérdéseket vizsgáló kollégákat sokszor áltudományos címkével illetik. Ennek most részben megértettem az okát. Mégse keverjenek velük össze minket is.... erre kérem a kollégákat.

Energy use, entropy and Extra-terrestrial Civilizations / Energiahasználat, entrópia és földönkívüliek

Hetesi Zsolt — Tue, 02 Feb 2010 01:43:37 +0000

Abstract. The possible number of extra-terrestrial civilizations is estimated by the Drake-equation. Many articles pointed out that there are missing factors and over-estimations in the original equation. In this article we will point out that assuming some axioms there might be several limits for a technical civilization. The key role of the energy use and the problem of the centres and periphery strongly influence the value of the L lifetime of a civilization. Our development have several edifications on the investigations of growth of an alien civilization.

Full artilce is attached. This rapid communication is the summary of my talk was given on FIKUT Conference last year at Eötvös University. It will be published in the Journal of Physics: Conference Series.

Kivonat. A földönkívüli civilizációk számát a Drake-egyenlet becsli meg. Számos cikk mutatta ki, hogy hiányzó faktorok és túlbecsült értékek vannak az eredeti egyenletben. Ebben a cikkben kimutatjuk, hogy néhány axiómát feltéve számos korlát létezhet egy technikai civilizáció számára. Az energiahasználat kulcsszerepe és a központok valamint a periféria problémája erőteljesen befolyásolja egy civilizáció L élethosszát. A mi fejlődésünknek számos tanulsága van idegen civilizációk növekedésének vizsgálata szempontjából.

A teljes cikket csatoltam. Ez a rövid cikk összefoglalása annak az előadásnak, amit múlt évben az ELTE FIKUT konferenciáján tartottam és meg fog jelenni a Journal of Physics: Conference Series-ben.

Csatolmány	Méret
hetesi_FIKUT2009.pdf	38.26 KB

Különféle fémek kimerülése

Hetesi Zsolt — Wed, 16 Dec 2009 00:14:45 +0000

A Földön számtalan fém és más hasznos nyersanyag bányászata is a Hubbert-görbét követi, azaz egy dombra emlékeztet.

Tehát a kitermelésnek van egy maximuma, ez pedig becsülhető. A táblázatban egy hagyományos és egy nagyon derűlátó becslés szerepel. Ez utóbbi az USGS, az USA Geológiai Szolgálata készletein alapul.

Peak Global Extraction (Production) Level and Supply Level Estimates for Major Metals

Fém(plusz foszfátkőzet) [Metrikus tonna]	Csúcs kitermelés dátum		Estimated “Ultimate” Global Peak Year
Fém(plusz foszfátkőzet) [Metrikus tonna]	USA csúcs kitermelés, dátum	Világ csúcs kitermelés, dátum	Világ kimerülés, USGS adatok alsó becslés	Világ kimerülés, USGS adatok felső becslés	Becsült ellátási csúcsérték és idő, az újrahaszn. beleértve
Bauxit	1981	2008 (205M MT)	2035 (900M MT)	2037 (1,400M MT)	2040 (4,100M MT)
Kadmium	1969	1988 (22K MT)	1988		2002 (26K MT)
Króm	1959	2007 (6.6M MT)	2028 (7.7M MT)	2035 (8.5M MT)	2048 (20M MT)
Kobalt	1958	2008 (71.8K MT)	2030 (68K MT)	2040 (70K MT)	2065 (130K MT)
Réz	1998	2008 (15.7M MT)	2020 (?)	2030 (?)	2038 (37M MT)
Arany	1998	2001 (2.6K MT)	2003 (2.1K MT)	2015 (2.3K MT)	2028 (4.2K MT)
Vasérc	1951	2008 (2.2B MT)	2012 (2.5B MT)	2018 (3.9B MT)	2070 (8.7B MT)
Ólom	1970	2008 (3.8M MT)	1990 (3.4M MT)		2042 (16.8M MT)
Lítium	1954	2008 (27.4K MT)	2055 (86K MT)	2065 (57K MT)	2075 (195K MT)
Mangán	1918	2008 (14M MT)	2012 (18M MT)	2023 (73M MT)	2050 (51M MT)
Higany	1943	1971	1971
Molibdén	1980	2008 (212K MT)	2020 (175K MT)	2027 (180K MT)	2035 (290K MT)
Nikkel	1997	2007 (1.7M MT)	2022 (1.75M MT)	2030 (1.85M MT)	2080 (7.5M MT)
Platinacsoport elemei	2002	2006 (513 MT)	2006 (440 MT)	2010 (440 MT)	2110 (790 MT)
Foszfát kőzet	1980	2008 (167M MT)	1988 (147M MT)		2030 (158M MT)
Ezüst	1916	2008 (20.9K MT)	2002 (15K MT)	2008 (16K MT)	2025 (28.5K MT)
Ón	1945	2008 (333K MT)	2008 (333K MT)	2018 (730K MT)	2020 (675K MT)
Titán	1964	2007 (10M MT)	2005 (7.9M MT)	2025 (9M MT)	2050 (20M MT)
Wolfram	1955	2004 (66.6K MT)	1990 (44K MT)	2012 (53K MT)	2090 (155K MT)
Cink	1969	2008 (11.3M MT)	2005 (9M MT)	2020 (10.3M MT)	2015 (13.1M MT)

Forrás: TOD

A gyors tenyészreaktorok jövője

Fuhl Ádám — Tue, 13 Oct 2009 16:44:26 +0000

Plutónium

A plutónium reaktorokban történő felhasználásának két fajtája lehet. Az egyik, klasszikus megoldás, hogy üzemanyagként felhasználva elégetjük, azonban vitatott ennek a kivitelezhetősége; soha nem próbáltuk még, és alapvetően másfajta eljárásmódot jelentene egy másfajta moderátor használatát beleértve. Egy sokkal kézenfekvőbb megoldás lenne, ha valamilyen kombinációban használnánk az uránnal. Ez azonban nem oldja meg azt a problémát, hogy az urán ritka lesz, így ez a megoldás nem fogja helyettesíteni az uránt.

Mintegy 240 tonna plutónium található a világ raktáraiban, melyet civil célokra is felhasználhatunk. Elméletileg ezt két forrással tudnánk bővíteni; a régi fegyverzeti célra használt plutónium (nagyjából 150-200 tonna); és az elhasznált üzemanyagban lévő plutónium, de itt a kinyerési folyamat még egy néhzségi réteget ad hozzá a kereskedelmi használatú gyors tenyészreaktorok gördülékeny működéséhez. Az egyesült királysgbeli Thorp kinyerőüzemet bezárták egy hatalmas szivárgás után és valószínűtlen, hogy újra üzemelni fog. A plutónium kinyerése valamekkora részben Franciaországban, Oroszországban, Japánban és Indiában is folyik, de annyira trükkös folyamat, hogy az USA például betiltotta.

A gyors tenyésztés egy nagyon vonzó technológia. Tegyük fel, hogy az összes plutónium a Földön 240 tonna és van elég urán, hogy használjuk reaktorokban. Ebből a mennyiségből nem sok reaktort tudunk működtetni. Anglia 106 tonnányi készlete (a kevert oxidos állapotúval együtt) két reaktor teljes ellátására lenne elég, tehát világszerte 4 reaktort tudnánk táplálni. Aztán az élettartamuk végén (mondjuk 24 évnyi maximális teljesítményű üzemidő elteltével) a plutóniumot elhasználnák; utána be kéne zárni őket, mert nem lenne elég urán üzemanyagnak. Így logikus a feltevés, hogy a plutónium erőművek tenyésztő erőművek legyen, vagyis ne csak elektromosságot termeljenek, hanem szaporítsanak még több plutóniumot.

Az uránércben 0.7%-ban található meg a számunkra hasznos komponens a 235U. A maradék csak a reakció szempontjából haszontalan 238U-ból áll, és főleg ez okozza a radioaktív hulladékprobléma jelentős részét. Ámbár az 238U nagyon termékeny tud lenni. Ha egy kezdei üzemanyagból, mint például 235U, vagy 239Pu neutronokkal bombázzák, akkor egy neutron befogással 239U-á válhat, ami gyorsn elbomlik 239Np-á, majd 239Pu-á. Ez azt jelenti, hogy a 239Pu-ot lehetne használni, hogy további 239Pu-ot gyártsunk, többé kevésbé korlátlan ideig. Itt jön be a képbe, hogy az atomenergia így nagyon olcsóvá válhat. A Nukleáris Energia Ügynökség (NEA) és a Nemzetközi Atomenergia Ügynökség (IAEA) feltételezi, ha az összes ércet kibányászták, és a gyors tenyésztőreaktorokat tökéletesítették és megvalósították, akkor 20 ezer évnyi nukleáris energiatermelés vár még ránk. Azonban itt van a buktató. Ez egy bonyolult technológia. Három alapvető részből áll: tenyésztés, újrafeldolgozás és üzemanyag előállítás, és mindhárom zökkenőmentesen kell műkdjön.

Elsőnek a nézzük meg a tenyésztést: ez nem csak egyszerűen átalakítja az 238U-at 239Pu-á, hanem mellette egyidőben termel 241Pu-ot, ameríciumot, curiumot, ródiumot, techníciumot, palladiumot és sok mást. Ez a nagyon radioaktív keverék erősen korrodálja a berendezést. Vannak elképzelések, hogy hogyan tökéletesítsék ezt a folyamatot, de kereskedelmi szintű mértékben még soha nem értek el még jelentős eredményt.

A második probléma az újrafeldolgozás. A végeredményként kapott radioaktív termékekből álló keverékből, ki kell nyerni a 239Pu-ot. A folyamat során feloldhatatlan vegyületek is keletkeznek eldugítva a berendezést. A keverék felmelegszik és radioaktív gázokat ereszt ki, miközben a plutónium és az urán jelentős része kárbavész. Vita folyik arról is, hogy a plutónium akkora mennyiségben lehet jelen a folyamat során, hogy eléri a kritikus tömege és nukleáris robbanás következhet be. Ha magát a tenyésztő folyamatot nézzük az sem túl bíztató, mert nem sikerült még zavartalanul működő kereskedelmi szintű újrafeldolgozási folyamatot elérni.

A harmadik feladat az újrahasznosított plutóniumból üzemanyag gyártása. A keverékből nagy mennyiségű alfa és gamma sugárzás származik, tehát az üzemanyag gyártási folyamatot csak távirányítással lehetne megoldani. Ezt is még fejleszteni kell a zavartalanul működő kereskedelmi szinthez.

És természetesen, ha a három feladat közül egy nem működik, akkor az egész folyamat nem működhet. A világon eddig három gyors tenyészreaktor van Beloyarsk-3 Oroszországban, Monju Japánban és Phénix Franciaországban; A Monjou és Phénix már rég üzemen kívül van, a Beloyarsk-3 még üzemel, de soha nem tenyésztett még.

De nézzük meg mindennek a jó oldalát. Tegyük fel, hogy 30 év intenzív kutatás és fejlesztés után a világ nukleáris energia ipara fel tudja használni az összes plutóniumot üzemanyag rudakban. Láthatjuk, hogy milyen csábító ez a technológia, hiszen ha a plutóniumot gyors tenyésztőkben használjuk fel hatalmas 238U köpenyekkel körülvéve, akkor elméletileg csak 3 kg plutóniumra van szükség, hogy végigvigye a folyamatot, így (legalábbis elméletben) 80 gyors tenyésztőreaktort tudnánk elindítani egyidőben, tehát 2035-ben kezdhetnének el termelni. Azonban a folyamat nem olyan gyors, mint amire a neve utal (a “gyors” kifejezés a szubatomikus folyamtok időigényére vonatkozik, nem a teljes tenyésztés időtartamára) és a kimenetel egyáltalán nem bizonyos. De tegyük fel, hogy minden a terv szerint halad. 40 évvel később minden reaktor megtermelt annyi üzemanyagot, hogy elindíthassunk egy másikat. Feltéve ezeket az ideális körülményeket 2075-re - jóval az energiaválság tetőpontja után - 160 reaktorunk lenne világszerte (439 reaktor működik jelenleg világszerte), és ennyi lenne összesen, mert az általános 235U reaktorok nem üzemelnének már ekkorra.

Felmerül azonban a biztonság problémája is. A balasetmegelőzés bonyolultsága lehetettlené teszi az egész megvalósulását. Szisztematikus hiba van a gyors tenyésztőreaktorok terveiben. A nukleáris katasztrófa olyan romboló erejű, hogy gyakorlatilag minden eshetőség között is a nullára kell csökkenteni a valószínűségét. Ezt azt jelenti, hogy a védelmi rendszerek nagyon összetettnek kell lenniük, ami azt okozza, hogy a berendezésnek elég nagynak kell lennie, hogy méretgazdaságosságból származzon - egyéb esetben gazdaságtalan lenne. Azonban ez azt jelenti, hogy nem lehet bizontsági kupolát építeni semmilyen elfogadható tervezési irányelv szerint, ami elbírna egy nagyobb balesetet. Emiatt a védelmi rendszereknek még bonyolultabbak kell lenniük, ami azt eredményezi, hogy még problémásabbá válnak, mint a berendezés, amit meg kell védeniük.

Egy japán tanulmány a következőt mondja ki: “Egy sikeres gyors tenyésztőreaktornak három dolgot kell tudnia: tenyésztenie kell, gazdaságosnak és biztonságosnak kell lennie. Habár egy, vagy kettő ezek közül elérhető elkülönítve és megfelelő tervezéssel a fizika törvényei lehetetlenné teszik, hogy mindhárom egyszerre fentálljon, nem számít, hogy mennyire jó a tervezés”

Tórium

A másik módszer nukleáris üzemanyag előállítására a tórium. A tórium egy fém, ami megtalálható a legtöbb sziklában és kőben, és van néhány érc, ami tóriumban gazdag (10%-os tórium-oxid tartalom). A számunkra fontos izotóp a kevésbé radioaktív 232Th. Felezési ideje háromszorosa a Föld élettartamának, szóval nukleáris üzemanyagként hasztalan, azonban felhasználható kiindulásként további hatékony nukleáris üzemanyag előállításához. Kezdésnek besugározzuk a 232Th-ot egy kezdeti üzemanyaggal (például a 239Pu megteszi). A 232Th nagyon termékeny és gyorsan befog egy neutron, majd 233Th lesz belőle. A 232Th felezési ideje 22,5 perc, mely után 233Pa-á bomlik. A 233Pa felezési ideje 27 nap, amiből 233U lesz. Az 233U könnyen hasad, szóval nem csak nukleáris üzemanyagként lehet használni, hanem kezdő üzemanyagnak is, hogy a folyamat tovább folytatódjon.

Azonban a helyzet korántsem ilyen egyszerrű. Láttuk, hogy a 239Pu két lépcsős tenyésztése milyen nehézségekkel jár, a 232Th négy lépcsős folyamata még több problémát vet fel. A folyamat végén kapott 233U erősen szennyezett 232U-vel és a nagyon radioaktív 228Th-al. Mindkét szennyező anyag erős neutronforrás, így csökkentik a keverék hatékonyságát üzemanyagként, valamint megvan a hátránya, hogy nukleáris fegyverekben is használható. A 233Pa 27 napos felezési ideje miatt további problémák adódnak, ugyanis tekintélyes mennyiség marad vissza, közel egy évig. Néhány reaktor - mint például a Kakrapar-1 és 2 Indiában - teljes energiatermelést tudtak elérni tórium felhasználásával, tehát ha maghasadással akarunk energiát termelni a jövőben, akkor a tórium lehet az üzemanyag. Ettől eltekintve a tórium tenyésztés még nagyon messze van a kivitelezéstől. Ha el is jön ez az idő, akkor is kevés hozzájárulása lesz a jövő energiallátáshoz, ugyanis a folyamat beindításához kezdő üzemanyagra van szükség, vagyis egy neutronforrásra. Három alapvető forrásból eredhet. 235U-ból, ami nagyon ritka lesz, de talán felhasználhatunk egy keveset a tenyésztőreaktorokban. Esetleg eredhet plutóniumból, de abból sincs túl sok, ami meg van azt el fogjuk használni reaktorok üzemanyagaként, és ajánlott lenne elkülöníteni a 239Pu-ot az 233U-tól. A harmadik lehetőség az 233U lenne, ami a folyamat végterméke, szóval amíg nem megy végbe a folyamat, addig ez sem áll rendelkezésünkre.

De tegyük fel, hogy van elég 235U, vagy 239Pu, hogy egy reaktort a teljes élettartama alatt ellásunk vele. Nehéz megjósolni, de ilyen ideális esetben is 2075-re két tórium reaktor létezhetne, ami energiát szolgáltat a hálózatba.

Összefoglalás

Láthatjuk, hogy a szaporítóreaktorok bármennyire is ígéretesek közel sem állnak olyan technikai szinten, mint amilyen reményeket fűznek hozzájuk. A folyamat komplaxitása nagy technikai kihívásokat tűz elénk, és egyáltalán nem biztos, hogy a három feldolgozási folyamat (tenyésztés, újrafeldolgozás és üzemanyag előállítás) közül mind a három egyszerre műdköőképes lesz. Amennyiben csak egy is hiányos úgy az egész rendszer nem lehet gazdaságos. Habár kevésbé tűnik távolabbinak, mint a fentebb tárgyalt fúzió, mégsem mondhatjuk biztonsággal azt, hogy erre alapozhatjuk a nukleáris energia jövöjét. A koncepció jó, üzemanyag is áll rendelkezésre, azonban erre is nagy erőforrásokat kéne bevetni, hogy rövid időn belül működőképes technikai megoldásokkal álljunk elő, különben - ahogy a fúzió esetében - kicsúszunk az időből. Valamint a technológia EROEI mutatója is komoly vizsgálatra szorulna, de annyira gyerekcipőben jár még, hogy nehéz előre jósolni a várható költségeket és energiaigényt.

A fúziós energia valós helyzete

Fuhl Ádám — Mon, 05 Oct 2009 23:42:39 +0000

Az atomenergia egyik alternatívájának vallott fúziós energia valódi alkalmassága vizsgálatra szorul. Sok évnyi komolytalan támogatottsság után az idő sürget, hogy választ találjunk a fúziós energia alkalmazhatóságára.

Fúzió, Alapok

Az atomenergia – mind a fúzió, mind a hasadás – azt használja ki, hogy az atom tömege kisebb, mint az alkotórészeinek össztömege. A jelenség magyarázata az atomokat összekötő erőkben rejlő energiákban keresendő. Ahogy Albert Einstein híres törvényében a tömeg-energia-ekvivalencia elvben megfogalmazta: E = mc2, vagyis a kötésből felszabaduló energia arányos a tömeg hiányával. Ezt a tömeghiányt hívjuk tömegdefektusnak (1. ábra). Energiát nyerhetünk nehéz atommagok kettéhasításával (maghasadás), vagy két atommag egyesítésével (fúzió).

1. ábra Tömegdefektus: Az egyes elemek atomjainak tömege kifejezve az atomot alkotó protonok, neutronok és elektronok tömegének százalékaként.

A fúzióval az alapvető probléma, hogy az atommagot alkotó protonokat és neutronokat összekötő erős kölcsönhatás hatótávolsága rohamosan csökken a távolsággal, így hamar az elektrosztatikus taszítás veszi át az uralmat. Ahhoz, hogy két atommagot fúzionáljunk le kell győzni ezt a taszítást, hogy csak az erős kölcsönhatás legyen érvényben.

Az idők folyamán sok módszer és elmélet alakult ki a fúzió lehetséges felhasználásával kapcsolatban. A választott megoldás, melyre a technológia fejlesztését építik a hidrogén két iztopójának fózionálásán alapuló reaktorok. A folyamat során deutérium és trícium atommagokat melegítenek olyan magas hőmérsékletre (néhány százmillió fokra), hogy a hőmozgásból származó energia felülmúlja az elektrosztatikus taszítást. Ezen a hőmérsékleten az anyag szétbomlik atommagokra és elektronokra, vagyis plazma halmazállapotúvá válik. A hatalmas hőmérséklet miatt a plazma nem érhet a reaktor falaihoz. A leszakadó elektronok miatt elektromosan töltött lesz, így mágneses mezővel kordában tartható.

A reakció folyamán egy deutériumból és egy tríciumból egy hélium és egy neutron keletkezik:

2H + 3H -> 4He + n

A felszabaduló energia 20%-át a hélium ion kinetikus energiaként elviszi (3,5 Mev/ion). Mivel a hélium ionizált, ezért töltött, így kölcsönhat a mágneses térrel, tehát végül ütközik a plazmával miközben leadja kinetikus energiáját és így fűti a plazmát. Ha ez a folyamat, melyet begyújtásnak nevezünk sikeres ez lesz az egyetlen hőforrás a plazmában.

A maradék 80%-a a felszabaduló energiának a neutronok kinetikus energiájában található (14,1 Mev/neutron). Mivel a neutron nem töltött, így kijut a plazmából. Egy áramtermelő reaktorban a plazmát körülveszi egy köpeny. Ennek a köpenynek adják át a plazmát elhagyó neutronok a kinetikus energiájukat ütközés által, így melegítve azt. Ez a fő hőforrása a víz melegítésének, melynek segítségével turbinákat hajtanak meg.

A tengervízben tömérdek mennyiségű deutérium található, ahol a hidrogénnek mintegy 0,03%-át teszi ki. A kozmikus sugarak által generált trícium természetes formájában azonban elenyésző mennyiségben fordul elő. Felezési ideje 12,3 év, szóval egy időben maximum 3,6 kg-nyi természetesen előállított trícium található bolygónkon, az összes többi mind mesterségesen előállított eredetű. Egy kereskedelmi reaktorban a köpeny is termel tríciumot, ugyanis valamilyen formában lítiumot fog tartalmazni, ami reakcióba lép a plazmából érkező neutronokkal:

n + 6Li -> 3H + 4He

Ezt a lítiumot gyűjtik majd be, hogy táplálják a fúziót. A 6Li egy természetes izotóp és az összes természets lítium mintegy 5-7%-át teszi ki. A trícium szaporító reakció exoterm, így körülbelül 20%-al növeli meg a netto hőtermelést.

Első ránézésre úgy tűnik, mintha ezek a reakciók a következővé lennének összevonhatók:

2H + 6Li -> 2 4He

Azonban ez csak akkor lenne igaz, ha a fúzió során keletkező összes neutron reagálna a lítiummal, hogy tríciumot hozzon létre, és az összes így keletkezett tríciumot be tudnánk táplálni a fúzióba, hogy résztvegyen a neutron keltésben. A valóságban azonban több veszteség is előfordul, így ez a lánc nem teszi lehetővé, hogy elegendő tríciumot termeljünk a fúzió fenntartásához. Összesen 1,1-es trícium szaporító rátát várnak el ettől a folyamattól, ami azt jelenti, hogy minden 10 kg befektetett tríciumból 11 kg-ot nyerünk vissza a köpenyben.

2. ábra Az évek során elért mágneses elkülönítés fejlődése. A fúzió terméke a plazmasűrűség részecske/m3-ben, szorozva azzal az idővel (másodpercben), amit a plazma ilyen állapotban tud tölteni, szorozva az ion hőmérséklettel Kelvinben mérve. A begyulladáshoz szükséges 3*1028-os érték a JD Lawson által 1955-ben megfogalmazott Lawson kritérium. Az legjobb eredményt eddig a JET és a JT-60U projektek érték el, közel az energia-áttöréshez (Q=1), vagyis a befektetett energia majdnem megközelítette a kinyert energiát.

Mágneses elkülönítés

Ahogy korábban említettük a plazma elkülönítését mágneses mezővel tudjuk viszonylag egyszerűen megoldani, ezen belül is az oroszok által kifejlesztett torroid geometriájú tokamak rendszer a leghatékonyabb. A legnagyobb és legsikeresebb tokamak ezidáig az egyesült királyságbeli Culhamban található JET rendszer, megly 1997-ben érte el 16 MW-os teljesítménycsúcsot ért el.

3. ábra Jósolt és mért elkülönítés idők 13 különböző fúziós eszközre különböző körülmények között, valamint az ITER és a kereskedelmi reaktorok várt helyzete a meglévő megoldások felskálázása után.

A fúziós energia kritikusai ezeket az eredményeket kudercként értékelték, ugyanis egyik kísérlet során sem nyertünk ki több energiát, mint ami a befektetett volt. Igazság szerint egyiket sem azzal a céllal építették, hogy elérje az energia-áttörést, hanem hogy megértsék és tanulmányozzák a plazma viselkedését és tulajdonságait. Az elmúlt negyven évben négy nagyságrendel tudtuk a reakciós rátát növelni (3. ábra).

Habár még sokat kell dolgozni a plazma szabályozásán, mostanra elértünk egy olyan fázishoz, ahol már magabiztosan azt mondhatjuk, hogy a reaktor méretének felskálázásával több energiát fog termelni a fúzió, mint amennyit belefektetünk. Egy ilyen képességű reaktor tervei és a főbb alkotóelemeinek prototípusai már el is készültek. 2006 november 21-én a franciaországi Cadarache-ban sok évnyi késés után aláítrák egy egyezményt az ITER nevű reaktor megépítéséről (4. ábra). A projekt pénzügyi támogatói az EU, India, Japán, Oroszország, Dél Kórea és az USA.

4. ábra A JET és az ITER vázlata. A kép bal alsó sarkában álló ember adja meg a skálát.

Az ITER plazmáját három fő forrásból fogják táplálni: egy transzformátor, mely 15 millió ampert áramoltat a plazmába; semleges nagyenrgiájú trícium és deutérium nyalábokat a plazmába lőve; és rádiófrekvenciás energiával, amit a falakra erősített antennákkal küldenek a plazmába, hogy fenntartsák a rezonanciát. Az ITER mintegy 500 MW-os teljesítményre lesz képes, kevesebb mint a befektetett energia tizedéből és tartani ezt a teljesítményt 400 másodpercig (Q>10) (A Q érték jelenti a befektett és kinyert energia arányát. Vagyis, ha a befektetett energiát egy az egyben visszanyerjük, akkor Q=1. Ha a kinyert energia mondjuk tízszerese a befeketetettnek, akkor Q=10.). Valamint képes lesz 500 MW teljesítményt elérni egy órán keresztül a befektetett energia ötödéből (Q>5). Habár nincs célként kitűzve, de remélik, hogy a begyújtás nevű fázist elérik, ahol a reakció önellátó lesz, vagyis nem kell többé befektetni energiát, hogy a reakció folytatódjon (Q=végtelen).

Az ITER után

Egy jelentős akadály, amit át kell lépni az a reakciós kamra belesejében elhelyezkedő szaporító köpeny tervezése és kivitelezése. Ez a köpeny három célra kell: a fúziós energia hőenergiává alakítása; több trícium előállítása a folyamat táplálásához; és, hogy megvédje a kamra falát valamint a szupravezető tekercseket a neutrínó besugárzástól. Sok köpeny tervezet készült, de mindegyiknek megvan a maga hibája. Az ITER így az első években biztosan nem lesz felszerelve egy teljes trícium szaporító köpennyel. A kamra nagyrészét eleinte csak neutron befogó és hőelnyelő köpennyel burkolják be, hogy megakadályozzák a reaktort a túltöltődéstől. Hagynak azonban egy kis helyet, hogy különböző szaporító köpenyeket is le tudjanak tesztelni.

Az ITER utáni következő jelentős lépés a DEMO nevet viselő reaktor lesz, melyben a remények szerint már elektromos áramot fognak termelni. A DEMO már teljes trícium szaporító köpennyel fog rendelkezni. Ezeknek a köpenyeknek extrém körülményeket kell kibírniuk, ugyanis itt fog először kapcsolatba lépni a fúzionáló plazma a fallal. Az ITER köpenyeinek első falán lévő hőfluxus 0,1-0,3 MW/m2 lesz és várhatóan 0,5 MW/m2 a DEMO-ban. Az ITER esetében elfogadható, hogy a köpenyt jól tudják hűteni, azonban a kereskedelmi reaktorokban, ahol gőz áramoltatással kívánnak áramot termelni a köpenyek a lehető legnagyobb hőmérsékleten fognak üzemelni, mintegy 500-800 ˚C-on.

Elméletileg nem keletkezik a folyamat során radioaktív hulladék, hiszen a tríciumot újrahaszonsítják. A mellékhatások miatt a valóságban azonban mégis keletkezik hulladék, mint például a neutrínó bombázás, vagy a trícium beépülése a reaktor szerkezetébe. Ez hatni fog a szerkezet részeinek cseréjére, valamint a reaktor üzemen kívül helyezésére. Nehéz előre megbecsülni a várható szennyeződés mértékét, azonban úgy számolják, hogy két nagyságrendel kevesebb radioaktív hulladék keletkezik így, mint a hasadásos reaktorokban, és az is rövid életű lesz. Vagyis 100 év elteltével kevesebb szennyező sugárzása lesz a hulladéknak, mint egy azonos méretű szénerőmű hulladékának (5. ábra). Ahhoz, hogy ezt elérjük az szükséges, hogy a trícium újrahaszonsítása a lehető legveszteségmentesebb legyen.

5. ábra A sugárzszennyezés csökkenése az időben.

Az anyagok tesztelése és fejlesztése, melyeknek el kell viselni ezeket a nem mindennapi körülményeket létfontosságú a fúziós energia terjedésének szempontjából. Mivel az ITER legalább 10 évig nem fog plazmát termelni (és utána közel sem fog akkora neutron fluxust termelni, mint a DEMO) úgy döntöttek, hogy építenek egy kisebb létesítményt, ami szimulálja a DEMO-ban uralkodó körülményeket. A létesítmény neve International Fusion Materials Irradiation Facility (IFMIF).

Az alábbi táblázatban találhatók a már megoldott, vagy megoldásra váró problémák:

Cikk	Meglévő reaktorok	ITER	IFMIF	DEMO Fázis 1	DEMO Fázis 2	DEMO Fázis 3
A plazma szétesés elkerülése	2	3		C	R	R
Állandó működés	1	3		3	r	r
A terelő teljesítménye	2	3		R	R	R
Plazma égetés Q>10-el		3		R	R	R
Az erőmű plazma teljesítménye	1	3		C	R	R
Trícium önellátás		1		3	R	R
Anyagok jellemzése			3	R	R	R
A plazma felé néző felület élettartama	1	2		2	3	R
A fal/köpeny/terelő élettartama		1	2	2	3	R
A fal/köpeny kompo-nenseinek élettartama		1	1	1	3	R
Semleges nyaláb/rádió frekvenciás fűtés teljesítménye	1	3		R	R	R
Elektromos áram termelés nagyléptékben				1	3	R
Szupravezető gép	2	3		R	R	R
Trícium kérdés	1	3		R	R	R
Távoli irányítás	2	3		R	R	R

Jelmagyarázat:

1	Segít megoldani a kérdést
2	Talán megoldja a kérdést
3	Meg kéne oldania a kérdést
C	A megoldás megerősístése szükséges
r	A megoldás várt
R	Megoldás szükséges

Időtábla

A különböző jövőbeli reaktorok időtáblája a 6. ábrán látható. A tervezet azt feltételezi, hogy a hátráltató tényezők kizárólag technikai eredetűek. Sok kikötés mellett ugyan, de az első kereskedelmi reaktor indulásának időpontjára 2048-at jósol. Ha ezt a szigorú menetrendet tartani tudják az még nem jelenti, a fúziós energia széleskörű elterjedését. Van egy limit a fúziós erőművek növekedési rátájához, amit a trícium készletek határoznak meg.

6. ábra A fúziós erőművek fejlesztésének időtáblája.

Trícium ellátás

A fúziós energia nagyléptékű felhasználása következtében a trícium felhasználás soha nem látott méreteket fog ölteni. Nagyjából 220 kg tríciumra van szükség 1 GW folyamatos elektromosság termeléshez. Ez az érték úgy adódik, hogy 4 GW hőenergia 2 GW elektromos enegiát termel, amiből 1 GW el lesz használva a folyamat táplálására, ami 1 GW kimenő teljesítményt jelent. A jelenlegi termelés a világon, átlagosan 1700 GW körüli.

Nagyjából az összes nem katonai trícium a CANDU reaktorokban moderáláshoz használt nehézvízből ered. Ezek közül a reaktorok közül néhányat bezárnak a közeljövőben. A több mint 40 évnyi üzemelés után felhalmozott trícium készlet 2027-ben fog tetőzni, 27 kg-al (7. ábra).

7. ábra A világ kereskedelmileg elérhető trícium készlete, mielőtt még a fúzióhoz felhasználnánk.

A katonai reaktorok, melyek trícium előállítására vannak tervezve csupán évi néhány kg-ot termelnek, mintegy 200 millió dollár/kg-os áron. Az egyesült államokbeli Savannah River-ben korábban üzemelő trícium termelő reaktor a becslések szerint 220 kg-nyi tríciumot termelt a reaktor 1988-as bezárásáig. 1995-ben ez a mennyiség már csak 73 kg volt, ami mostanra 37-re fogyott. Valószínűtlen, hogy az USA bármennyit is hozzáférhetővé tesz civil célokra. Más civli reakotrok is termelhetnek tríciumot, hogyha lítiumot helyeznek a reaktorba, azonban legalább 60 kg uránra lehet szükség 1 kg trícium előállításához.

Mivel az ITER csak kis mennyisígű tríciumot fog előállítani (legalábbis az első években), mivel csak kis része lesz a karmának beborítva a trícium termelő köpennyel. Így az ITER egymaga fel fogja emészteni a világ trícium készletét. Ha a DEMO az ITER-el egyszerre lesz üzemben a trícium készlet válik a legfontosabb és legkritikusabb kérdéssé, tehát minnél hamarabb üzembe kell helyezni a teljes köpenyt és a trícium visszanyerő rendszert.

Ha a fúziós reaktorok elszaporodnak, akkor valószínüleg az indulás környékén, minden egyes reaktor az előzőleg megtermelt kis mennyiségű tríciumra fog támaszkodni. Egyes számítások szerint legalább 2-3 év szükséges, hogy egy reaktor beindulása után annyi tríciumot termeljen, hogy egy következő reaktort el tudjunk indítani. Ha csak technikai akadálya lenne a fúzió terjedésének, akkor 2100-ra tudnánk Európa elektromosság igényének 30%-át fúzióval fedezni.

Az energia rés

Még a legoptimistábbak is előre láthatják, hogy a hagyományos olajkitermelés jelentősen csökkenni fog, mire a fúziós erőművek legideálisabb esetben is üzembe állhatnak. Ha el akarunk jutni 2100-ig jelentősebb gazdasági összeomlás, vagy ilyen nagy mennyiségű kőszén, kátrány és olaj felhasználása nélkül az szükséges, hogy nagyobb skálán kezdjünk el alkalmazni alternatív energiaforrásokat, valamint a folyékony szénhidrogének szállításipari használatatá is minimalizálnunk kell. A fúzió így egy teljesen más környezetben száll versenybe.

Az árbecslések ebben a fázisban természetesen bizonytalanok, de a legtöbb becslés a mai árakkal és mai fosszilis tüzelőanyagokkal termelt energiaárakkal veti össze a fúziót. Egyes becslések szerint 14 €/W a DEMO esetén, ami később 4 €/W-ra csökken a kereskedelmi erőművekben.

Ezeket az árakat hasonlíthatjuk össze a mai atomenergiával (3 €/W) és kőszénre alapuló áramtermeléssel (1,5 €/W). A szélenergia költsége 1,5 €/W, de nem annyira valószínű 30% feletti részesedés az össz energiatermelésből, míg a fúzió 85%-ra becsülhető a jövőben. Ha a szélenergiát 30%-nál nagyobb arányban próbálnánk felhasználni hatalmas mennyiségű akkumulátorra lenne szükség és a szállítási költségek a turbinák számával növekednének.

A fúzió széndioxid kibocsátását nehéz megjósolni ennyire előre, de valószínüleg a reaktor építése, valamint a kisegítő épületek és a cserealkatrészek gyártása teszi ki a nagyját. A fúziós reaktorok természetüknél fogva védve vannak a nukleáris katasztrófáktól. Egyszerűen nincs annyi üzemanyag bennük egyidőben, hogy robbanás következzen be. Bármilyen hiba a reakció ezredmásodpecek alatti végét jelentené. Még a legrosszabb esetben - ha az összes trícium kikerülne - sem kéne senkit evakuálni az erőmű határain túl.

Összefoglalás

Láthatjuk, hogy a fúziós energiának az elkövetkező években nehéz technikai kihívásokkal kell szembenéznie, hogy valós alternatívát nyújtson. Ha csak fejlesztési akadályok lennének és feltéve, hogy azokat mind meg tudjuk oldani, akkor is legalább 50 évnyire vagyunk a kereskedelmi reaktorok első próbaüzemeitől. További nehézséget okoz a trícium készletek hiánya. Ideális esetben sikeresen kifejlesztik a technológiát a trícium szaporítására, és a kísérletek során a hiányt pótolni is tudják.

A valós problémát azonban az jelenti, hogy az egész időtábla az az ideális esetet feltételezi, hogy csak technikai nehézségekkel küzdünk meg. A pénzügyi támogatások valószínüleg lasabb fejlődést tesznek lehetővé a jövőben. Azonban még így is olyan távol van a működőképes kereskedelmi reaktor üzembe állítása, hogy addigra a fosszilis energiahordozókban jelentős hiány fog mutatkozni, és ha a társadalmi struktúránk (ezzel együtt a pénzügyi rendszerünk) nem is fog alapvető változásokon átesni, akkor is az energiaellátási rendszerünk alternatív megoldásokat fog alkalmazni. Pénzügyileg nem lesz versenyképes a fúzió az akkor már meglévő, de most még csak alternatív energiatermelési megoldásokkal szemben.

Esetleg ha az “elégetünk mindent” forgatókönyv következne be és nem történne meg az alternatívákra való átállás, akkor olyan jelentős klíma katasztrófának nézünk elébe, hogy a környezeti változás szükségszerűen gazdasági összeomláshoz vezet, ami miatt nem lesz egy szervezett háttere a fejlesztéseknek, így ismét csak valószínűtlen, hogy a technológia alternatívát tudna nyújtani.

Ha nem törekszünk a technológia minnél hamarabbi kifejelsztésére (egy tíz-húsz éves skálán), akkor egyszerűen túl késő lesz, mire valós helyzetben bizonyítani tudná a létjogosultságát. Érdekes ötlet volt ezt kutatni, de elvesztettük az időablakot a fejelsztésre és telepítésre.

Forrás: http://www.theoildrum.com/node/2164

Fenntartható Fejlődés és Erőforrások Kutatócsoport - Tudomány

Könyvbemutató: Nem én kiáltok, a Föld dübörög

Még egyszer az atomerőművekről

Messze van-e a Mexikói-öböl?

Olajtalan talajerőpótlás

Tudományos tevékenység 2007-től

Kuba és a fenntarthatóvá tett mezőgazdaság

Éghajlatváltozás és logika

Világunk fejlődésének hajtóereje és a fenntartható társadalom

Mandulavirágzási napok - komoly konferencia, kis áltudománnyal (?)

Energy use, entropy and Extra-terrestrial Civilizations / Energiahasználat, entrópia és földönkívüliek

Különféle fémek kimerülése

A gyors tenyészreaktorok jövője

A fúziós energia valós helyzete

Cikk

Meglévő reaktorok

ITER

IFMIF

DEMO Fázis 1

DEMO Fázis 2

DEMO Fázis 3