A SLAC kiválasztását az inerciális fúziós energia (IFE) terén szerzett szakértelme indokolta.

„A SLAC a nagy energiasűrűségű tudomány és a lézertechnológia terén szerzett tapasztalatát hozza be ebbe az együttműködésbe, hogy leküzdje a kulcsfontosságú technológiai akadályokat, és előmozdítsa a fúziós energia kereskedelmi hasznosítását”

– mondta Siegfried Glenzer, a SLAC High Energy Density Science Division igazgatója.

A fúziós energia – ugyanaz a folyamat, amely a csillagokban, így a Napban is lezajlik – régóta az egyik legígéretesebb megoldás a tiszta és szinte korlátlan energiatermelésre. Az IFE technológia nagy teljesítményű lézereket használ arra, hogy apró, hidrogénizotópokat tartalmazó üzemanyag-kapszulákat célozzon meg, és fúziós reakciót indítson el. A kapszulák az extrém körülmények között összenyomódnak és felhevülnek, ami atomfúziót idéz elő. A folyamat során jelentős mennyiségű energia szabadul fel, amelyet villamosenergiára is lehet használni.

Gyorsan tegyük hozzá, hogy az IFE és a talán ismertebb tokamak-alapú fúzió két jelentősen eltérő megközelítés a magfúzió energiatermelési célú felhasználására. Az IFE a fentebb írtaknak megfelelően nagy teljesítményű lézerekkel vagy ionnyalábokkal apró üzemanyag-kapszulákat hevít és sűrít össze, míg a tokamak mágneses térben bezárt forró plazmát alkalmaz a folyamatos fúzió fenntartására. Az IFE impulzusokban működik, és így nem igényel folyamatos plazmakontrollt, de ebben az esetben technikai kihívást a pontos lézeres célzás és a reaktorkamra védelme jelenti. A tokamakok, például a nemzetközi ITER projekt mellett szól az is, hogy ezek már igen előrehaladott állapotban vannak, és céljuk a fenntartható fúzió demonstrálása. Bár az IFE is ígéretes, jelenleg a tokamak-alapú megközelítés áll közelebb a gyakorlati megvalósításhoz.

A TINEX célja egyébként éppen az IFE gyakorlati alkalmazása során felmerülő problémák leküzdése – ezek részletesen a reaktor belső terének szennyeződése, az optikai alkatrészek károsodásának csökkentése, a kapszulák extrém hőmérséklettel szembeni ellenállásának javítása, valamint a pontos lézeres célzás biztosításához szükséges nyomkövető rendszerek fejlesztése. A SLAC egyik fő feladata így a nagy sebességű nyomkövetési technológia fejlesztése. Ez a rendszer képes lesz pontosan meghatározni az üzemanyag-célpontok helyzetét a befecskendezés pillanatában, biztosítva ezzel a precíz lézeres találatokat, amelyek hatékonyabb fúziós reakciókat eredményeznek.

A projekt finanszírozásának részeként a SLAC évente több mint 1 millió dollárt kap a technológia továbbfejlesztésére.

A fúziós energia területén folytatott globális verseny mindeközben egyre kiélezettebb. A francia WEST tokamak reaktor például nemrégiben több mint 22 percen keresztül fenntartott egy plazmareakciót, ezzel megdöntve a kínai EAST tokamak korábbi rekordját. Eközben az amerikai Commonwealth Fusion Systems nevű startup célja, hogy 2030-ig megépítse az első kereskedelmi fúziós erőművet. A SLAC pedig korábban bemutatott egy új módszert, amellyel erős protonsugarakat lehet előállítani pusztán egy vízsugárral. Ez utóbbi eljárás hozzájárulhat a lézer-plazmagyorsító technológia fejlődéséhez is.

(Kép: A SLAC lineáris gyorsítója, forrás: SLAC)