Kislexikon

 

alfa-részecske
A 2 protont és 2 neutront tartalmazó héliumatommag szokásos neve.

atom
A természetben található minden anyag atomokból épül fel. Egy atom atommagból és a mag méretéhez képest nagy távolságban a mag körül "keringő" elektronokból áll. Minden semleges atomban ugyanannyi proton és elektron található. Az atommag pozitív elektromos töltésű, míg az elektronok negatív elektromos töltéssel rendelkeznek.

atommag
Az atom központi része, mely az atom méretéhez képest rendkívül kicsi (kb. ezredrésze). Itt koncentrálódik az atom tömegének nagy része. Az atommagot protonok és neutronok alkotják, melyeket magerők tartanak össze.

deutérium
A hidrogén egyik izotópja, atommagjában egy proton és egy neutron található. A jövő fúziós erőműveinek egyik üzemanyaga, mely a természetes vizekben nagy mennyiségben megtalálható.

deutérium-trícium reakció (D-T reakció)
A hidrogén két izotópja, a deutérium és a trícium fúziós reakciója. A reakció során a két atommag héliummá egyesül, miközben egy neutron is keletkezik. A reakció során hatalmas energia szabadul fel. Fúziós energiatermelésre a D-T reakció tűnik a legalkalmasabbnak.

égő plazma
Olyan fúziós plazma, melyben a fúziós reakcióban felszabaduló héliumatommagok által a plazmának leadott energia pótolja a plazma hőveszteségét. Az égő plazma önfenntartó, vagyis a fúziós feltételek fenntartásához nem szükséges külső energiabefektetés. A jövő fúziós reaktorai a tervek szerint égő vagy e közeli plazmával üzemelnek majd.

elektronvolt (eV)
A magfizikában elterjedt energia-mértékegység. Ekkora energiával rendelkezik egy elektron, miután 1 volt feszültségen haladt át. 1 eV = 1,602x10¹⁹ joule. Plazmafizikában szokás a hőmérsékleteket is eV-ban megadni. 1 eV a hőmérséklete annak a plazmának, amelyben a részecskék átlagos mozgási energiája 1 eV. 1 eV hőmérséklet 11400 kelvinnek felel meg.

fúzió
Magfizikai folyamat, melynek során könnyű atommagok egyesülése következik be, amit nagy mennyiségű energia felszabadulása kísér.

fúziós erőmű
Olyan berendezés, mely fúziós reakció segítségével energiát, elsősorban elektromos áramot állít elő.

fúziós plazma
Deutériumot és tríciumot tartalmazó plazma, melyben megfelelő körülmények között fúziós reakció játszódik le.

helikális mágneses tér
Olyan gyűrű alakú csavart mágneses tér, melynél a mágneses erővonalak a gyűrű körül felcsavarodnak. A fúziós plazma környezettől való elszigetelését csavart mágneses tér segítségével lehet megoldani, ezért a fúziós reaktorokban ilyen alakú tér található.

ITER
Nemzetközi összefogással felépülő kísérleti fúziós reaktor, mely várhatóan 2015 után kezd üzemelni. Az ITER feladata, hogy előkészítse a fúziós energiatermelés ipari megvalósítását. A tervek szerint 500 MW fúziós teljesítményt szolgáltat majd, ami 10-szer annyi lesz, mint a plazma fűtéséhez szükséges befektetett teljesítmény.

ion
Egy vagy több elektronjától megfosztott atom. Mivel az elektronok és protonok száma nem egyezik meg, ezért az ionoknak eredő pozitív töltése van. A teljesen ionizált ionoknak egy elektronuk sincs, ezek a csupasz atommmagok. Ritkán léteznek negatív ionok is, amikor egy plusz elektron kapcsolódik az atommaghoz, azonban ezek az elektronok nagyon gyengén kötöttek.

izotópok
Azonos protonszámú (rendszámú), de eltérő tömegszámú (protonok és neutronok együttes száma) atomok. Egy elem két különböző izotópjának az atommagjában tehát ugyanannyi protont találunk, de a neutronok száma különbözik. Egy elem különböző izotópjai eltérő radioaktivitásúak lehetnek. A hidrogén (magja 1 proton) kevésbé stabil izotópjai a deutérium (1 proton + 1 neutron) és a leginkább bomlékony trícium (1 proton + 2 neutron).

JET
Közös európai fúziós reaktor (jelenleg a legnagyobb a világon), mely Angliában működik. Számos jelentős kutatási eredmény született a segítségével, például 1997-ben 16 MW fúziós teljesítményt produkált, elérve a befektetett teljesítmény 65 %-át.

kelvin
A hőmérsékletmérés fizikai mennyisége. A Kelvin-skála nullpontja (abszolút nulla fok) kb. -273 °C-nak felel meg, a skála felosztása pedig megegyezik a Celsius-skáláéval, tehát 1K-es hőmérsékletváltozás 1°C-os változásnak felel meg

Larmor-mozgás
A töltött részecskék erős mágneses térben a mágneses erővonalak mentén, azok körül "dugóhúzó-pályán" történő mozgása.

mágneses erővonal
A mágneses tér jellemzésére szolgáló hipotetikus mennyiség, melynek segítségével a mágneses tér szerkezete szemléletessé tehető. Egy adott pontban a mágneses tér irányát az ott futó erővonal érintője adja meg, a tér erősségét pedig az erővonalak sűrűségével jellemezhetjük. (Egy rúdmágnes erővonalainak struktúráját a köré szórt vasreszelékkel tehetjük láthatóvá.)

MAST
1999-óta működő szférikus tokamak-kísérlet az angliai Culhamben.

MT-1
Magyar Tokamak-1. A magyar tokamak-kísérlet egy kisméretű (tóruszának sugara 40 cm) berendezéssel üzemelt 1979-1997 között.

neutron
Elemi részecske, az atommag egyik alkotóeleme. Nincs elektromos töltése, tömege közel azonos a proton tömegével.

ohmikus fűtés
A tokamakokban a megfelelő csavart mágneses tér kialakításához a plazmában áramot keltenek. Az áram egyúttal melegíti is az elektromos ellenállással rendelkező plazmát. Ohmikus fűtéssel a plazma hőmérséklete néhány tízmillió fokig emelhető.

plazma
Ionizált gáz, a szilárd, a folyadék és a gázhalmazállapotok mellett az anyag negyedik halmazállapota. A plazma tehát ionok és szabad elektronok keveréke.

plazmaösszetartás
A forró fúziós plazma összetartása egy adott térrészben, mely során arra törekednek, hogy a térrészből minél kevesebb hő és részecske távozzon.

proton
Elemi részecske, az atommag egyik alkotóeleme. Elektromos töltése pozitív, ellentétes az elektron töltésével, tömege közel azonos a neutron tömegével.

szférikus tokamak
Olyan tokamak berendezés, amelyben a tórusz kis sugara majdnem megegyezik a nagy sugarával. Ennek megfelelően a tórusz közepén csak egy vékony oszlop található, a berendezés vákuumkamrája pedig nem tórusz, hanem gömb vagy henger alakú. A szférikus tokamakok hagyományos társaikhoz képest nagyobb plazmanyomásig stabilak. A két legnagyobb szférikus tokamak az NSTX (Princeton, USA) és a MAST (Culham, Anglia).

sztellarátor
A mágneses fúziós berendezések egyik fontos típusa. A gyűrű alakú plazmájának összetartásához szükséges csavart (helikális) mágneses teret numerikus számításokkal meghatározott szabálytalan alakú, térben csavarodó tekercsekkel alakítják ki. A legnagyobb sztellarátor-kísérlet az LHD (Japán). Hasonló méretű lesz a jelenleg épülő Wendelstein 7-X szupravezető szellarátor Greifswaldban.

szupravezetés
A szupravezető anyagok alacsony hőmérsékleten elveszítik elektromos ellenállásukat, így bennük az áram veszteség nélkül, gyakorlatilag korlátlan ideig folyhat. A jelenséghez a szupravezetőt folyamatosan igen alacsony, -270 °C körüli hőmérsékleten kell tartani.

tokamak
Olyan berendezés, amely egy tórusz alakú elektromágnes által létrehozott mágneses mezőben képes magas hőmérsékletű, akár 100 millió fokos hőmérsékletet is elérő plazma tárolására. A plazma gyakorlatilag a berendezés belsejében lebeg, hiszen nincs olyan szilárd anyagú tároló, amelynek a fala ekkora hőmérsékletet kibírna. A tokamakban a plazma összetartásához erős áramot kell keringetni a plazmagyűrűben.

tórusz
Térbeli geometriai alakzat, mely úgy jön létre, hogy veszünk egy kört és rajta kívül ugyanabban a síkban egy tengelyt. Ha a kört a tengely körül a térben megforgatjuk, akkor tóruszt kapunk (mely leginkább egy autógumi-belsőhöz hasonlítható). A hasonló geometriai konfigurációkat szokás toroidálisnak nevezni. A mágneses fúziós berendezések tórusz alakúak.

toroidális mágneses tér
Toroid szerkezetű, azaz gyűrűhöz vagy gumiabroncshoz hasonlítható mágneses tér (a pontos matematikai definíciótól itt eltekintünk).

trícium
A hidrogén egyik bomlékony izotópja, atommagjában egy proton és két neutron található. A jövő fúziós erőműveinek egyik üzemanyaga. A trícium atommagja kb. 12 év felezési idővel, egy elektron kibocsátásával, tehát béta-sugárzással bomlik. Az elektront akár egy papírlap is elnyeli, az élőlényekre csak akkor veszélyes a trícium, ha beépül a szervezetbe.