Új Szó - Vasárnapi kiadás, 1988. július-december (21. évfolyam, 26-52. szám)
1988-11-04 / 44. szám
JSZÚ 17 i. XI. 4. TUDOMÁNY TECHNIKA Lassan már 50 éve lesz annak, hogy a fizikusok egy csoportja megpróbálta leutánozni Napunk energiaforrását. Hamar megmutatkozott, hogy a hidrogénizotóp atommagjainak, látszólagosan egyszerű módszerrel történő, héliummagokká való egyesítése a hidrogénbombától eltérően, irányított formában nagyon nehezen valósítható meg. Erre két lehetőség mutatkozik. A magok hatalmas taszító erejének legyőzése céljából a hidrogén fűtőanyagot legkevesebb száz millió fokra kell felmelegíteni és a kellő sűrűségben elszigetelten tartani legalább egy másodpercnyi ideig. A másik módszer az, hogy a sűrű fűtőanyag megfagyott tablettájába egyszerre több oldalról hatalmas lézerimpulzusokat lőnek be. Reményteljesebbnek tűnt az első út, a deutérium és trícium keverének lassú égetése egy körgyűrű alakú mágneses kamrában, amelyet szovjet konstruktőrei tokamaknak neveztek el. A ritkás hidrogénplazmát ebben a csőben az ún. toroid tekercsek és az elektromos kisülések kombinált mágneses tere fogja össze a körgyűrű tengelyében és a több millió ampéros indukciós áram villámgyorsan tízmillió Kelvin-fokra melegíti fel. A plazma ebben áz állapotban jobb vezető mint a réz, tehát az ellenállásos hőhatás megszűnik. Ha a fizikusoknak sikerül a plazmát a gyűrűben megtartani, akkor külső energiaforrással még magasabb hőfokra melegíthetik, például felgyorsított részecskék be- lövésével, vagy mikrohullámos fel- melegítéssel. Amíg a világ néhány laboratóriumában a tudósok megkezdték a nem stabil plazma meg- szeliditését, a kisebb tokamakok tucatjaiban, amelyeknek kamraméretei akkorák, mint például egy traktorgumi tömlő, addig Lawson profesz- szor kiszámította, melyek azok a szükséges feltételek, amelyek mellett a deutérium-trícium keverék termonukleáris reakciója nemcsak hogy beindítható, hanem meg is tartható, és több energiát termel mint amennyit a plazma felmelegítéséhez és az azt összetartó mágneses mező kialakításához felhasználnak. Ezek a feltételek kérlelhetetlenek és így a száz billió ion köbcentiméterenkénti sűrűségű plazmában legalább egy másodpercnyi ideig a százmillió K° hőmérsékletet mindenképpen fenn kell tartani. Ezeknek a feltételeknek a teljesítésébe fogott bele a tokamakok második generációja a Szovjetunió, az USA, az Európai Gazdasági Közösség, illetve Japán laboratóriumaiban. KÉTSZÁZMILLIÓ FOK- REAKCIÓ SEHOL! A szupravezető anyagokból készült tekercsek segítségével és a kamrák méreteinek növelésével illetve a segédfútés tökéletesítésével az elmúlt tíz évben a tokamakok megközelítették a Lawson által meghatározott feltételeket. A moszkvai Kurcsatov Atomenergia Intézet T-10-es jelzésű tokamakja például ellenálláshóvel 13 millió K°- ra melegítette a plazmát, és 1987 tavaszán spektroszkóp segítségével 100 millió K-fokos kisülési hőmérsékletet mértek ebben a berendezésben. Néhány héttel azelőtt az amerikai Princetonban, a TFTR tokárnak kamrájában, a kiegészítő hőforrásoknak köszönhetően, a sokezredik kísérlet után - szinte hihetetlen - 200 millió Kelvin-fokos hőmérsékletet ért el, de megtartani csak a másodperc nyolcad részéig tudták. Az angliai Culhamban épített, s a tokamakok között a legnagyobb JET, amely közös nyugat-európai létesítmény, (úgy is nevezik a culhami kolosszus, mivel 200 köbméteres kamrájában egy teherautó is közlekedhet) 1987 novemberében kombinált módszerrel 145 millió fokra melegítette a plazmát és fél másodpercig megtartotta ezt a hőmérsékletet. Ennek ellenére a termonukleáris energia irányított felszabadításához sehol sem jutottak el, mert egyetlen kamrában sem tudták biztosítani Lawson mindhárom feltételét (hőmérséklet, sűrűség, idő) egy ugyanazon kísérlet során. BEFEJEZÉS ELŐTT A LEGNAGYOBB A KGST országok közös programjának köszönhetően csehszlovák tudósok csoportja is részt vehet annak a T-15 jelzésű nagy tokamaknak a kifejlesztési munkáiban, amely Borisz Kadomcev akadémikus kijelentése szerint ez év végén megkezdi működését Moszkvában. Ez a húsz tonnás, 4,8 méter átmérőjű gyűrű, 25 köbméteres kamrájában 70 millió K°-ra melegíti a plazmát, egy mikrohullámos hőforrás segítségével. Az ehhez szükséges 24 darab szupravezetés girotront a csehszlovák fél fejlesztette ki és készítette el. A mikrohullámú generátor Ga- panov-Grehov szovjet professzorok találmánya alapján működik. A kátédból felszabaduló elektronok egy rezonátorba kerülnek, ahol a szupravezető tekercs mágneses terének hatására spirális alakban forogni kezdenek. Ezzel elektromágneses hullámot gerjesztenek, majd berepülnek a kollektorba. A 3,6 mikrométer hullámhosszú elektromágneses rezgést hullámvezető vezeti be a tokárnak kamrájában levő izzó plazmába. A hatalmas mágneses térrel egybetartott stabilizált plazmában fordított energiai jelenség játszódik le. A mikrohullámok átadják energiájukat a plazma elektronjainak, amelyek azt részben a nehezebb ionokhoz továbbítják. Tulajdonképpen a mikrohullámú sütőhöz is hasonlíthatjuk ezt a berendezést, csak itt a hús helyett a ritkás plazmát „sütik". A T-15-ös tokamakban a hötelje- sítmény 7 megawatt. A girotronok vákuumban dolgoznak s tekercseiket folyékony hélium hűti. A CSSZTA Kobilisyban működő Castor elnevezésű tokamakján végzett sokesztendös kísérletekre támaszkodva, s a szovjet laboratóriumokkal együttműködve a készüléket az SZTA Elektrotechnikai Intézete fejlesztette ki Bratislavában. A speciális niób-titán ötvözetű szupervezetőket a Bratislavai Elektrotechnikai Művekben szerelték, a kriosztá- tokat pedig a hélium műtétéhez, a déőíni Ferox szállította. HOGY FOLYAMATOSAN DOLGOZZON A tokamakok elvi hátránya az, hogy a kisülések megszakított ciklusát nagyon nehéz az energetikai berendezésben egy percnél tovább fenntartani. Ez hatalmas mechanikus lökéseket eredményez, amelyek igénybe veszik a tekercsek tartókonstrukcióit, és hősokkot jelentenek a gyűrűk ún. belső fala számára, amelyet ráadásul a keletkező gyors neutronok, illetve gammasugarak is bombáznak. Ezek együtthatása rövid idő alatt tönkreteszi az acélt. A nyugatnémet Textor tokárnak első anyagvizsgálatai megmutatták, hogy az így terhelt anyagban gázok keletkeznek és a falakból nehéz elemek atomjai szabadulnak fel, amelyek szennyezik a plazmát és gátolják a reakció beindításához szükséges hő elérését. Ezért nem kell azon csodálkozni, hogy milyen nagy nemzetközi visszhangot keltett a CSSZTA tudományos munkatársainak dr. V Kopeckynek, és J. Pre- inhalter mérnöknek az elmélete, amely a plazma melegítését ferde beesési szögű mikrohullámokkal próbálja forradalmasítani. Bizonyos körülmények között így a plazmába annyi energiát nyomhatunk bele, hogy elmaradhat az ellenállásos fel- melegítés is. A takarnak ezáltal folyamatos üzemben működhetne. Sajnos, ezt az új módszert nem lehet kipróbálni, mivel a világ egyetlen tokamakja sem képes ehhez kellő sűrűségben tartani a plazmát. EGYESÜLT ERŐVEL A nagy tokamakok, amelyek az elkövetkező évtizedekben kísérleti termonukleáris reaktorokként működhetnének, egyre drágábbak lesznek. A tervezésben egyre több fizikus és technikus vesz majd részt, s a legnagyobb tokárnak, a JET lesz az első, amelyet valóban termonukleáris fűtőanyaggal működő reaktorrá építenek át. A deutériumhoz, amellyel ma túlnyomó részt dolgoznak, a nagyon drága tríciumot is hozzáadagolják. Emiatt azonban a tokamakot betonpajzsai kell -burkolni a radioaktív sugárzás miatt. Természetesen minden operációt távirányítással kell elvégezni. Az Európai Gazdasági Közösség országai már előkészítették a JET utódjának a NET-nek az építését is. A japán tudósok jelenleg a JT 60 jelzésű takarnak teljesítményében bizakodnak. A Szovjetunió és Csehszlovákia hibrid termonukleáris reaktort készít elő, OTR jelzéssel, amelyet lítium és urán kettős palást venne körül, s ez lehetővé tenné hogy a felszabaduló neutronsugárzást trícium és urán hasadóanyag gyártására használják fel. A fejlődés még inkább meggyorsulna, ha a tapasztalatokat egy nemzetközi takarnak építsére fordítanánk. A Szovjetunió már 1978-ban, a Nemzetközi Atomenergia Ügynökségen keresztül javasolta, kezdjék meg a közös tokárnak építését, amely már kisebb energiatermelést is biztosítana. Genfben hét évig folytak a tárgyalások arról, milyenek legyenek ennek a paraméterei, sikertelenül. Azóta azonban az egyes országok még több tapasztalatot szereztek, s a világpolitikában lezajlott kedvező fejlemények hatására az amerikai és szovjet szakemberek megegyeztek közös termonukleáris kutatási programban is. Újra előtérbe került a közös tokárnak megépítése, amelynek ügyét új szovjet, amerikai, japán és nyugat-európai szakcsoportok vették a kezükbe. Feladatuk 1991-ig kidolgozni az új ITER elnevezésű takarnak paramétereit. A több mint 10 millió dolláros költségeket a négy fél közösén viseli. Az építés 1991- ben kezdődne meg, de hogy hol és hogyan, arról csak ezután döntenek. Ez a terv azonban mindenképpen csökkenti azt a kockázatot, amelyet a magányos kísérletezés során egy- egy ország anyagilag vállalna. Az ITER-ről eddig csak annyit tudunk, hogy szupravezető tekercsei, kombinált plazmahevítése és lítiumpalástja lesz majd, ez utóbbi a hűtés és a neutronok elnyerése céljából. Hasznos teljesítménye kezdetben csak néhány megawatt. A végső cél azonban megéri a befektetést. A termonukleáris reaktorban ugyanis annyi deutérium, amennyit egy pohár közönséges víz tartalmaz két mázsa szén vagy egy hordó benzin elégetésének megfelelő energiát termel, a bioszféra veszélyeztetése és komolyabb radioaktív sugárzás nélkül. (Jan Tűma-VTM) Nemzetközi tokamak Megépül-e a termonukleáris reaktor? i A tokamak körgyűrűjének belseje. Ebben helyezkedik el a plazma, amelyet mágneses mező tart össze. NANOTECHNOLÓGIA A brit National Physical Laboratory (NPL) egyik osztályán olyan készülékek kifejlesztésén dolgoznak, amelyek nanométeres (= egymilliomod milliméter) pontossággal lesznek képesek felületet (például szilíciumfelületeket a félvezető, illetve számítógépipar részére) megmunkálni, illetve ilyeneket ellenőrizni. A csúcstechnológiának ez az új ága a nanotechnológia. Az említett intézetben konstruálták az első tetraéder alakú gépágyazást, amelynek a belsejében helyezkedik el a megmunkáló- vagy mérőkészülék. Az - alakja miatt - Tetrafornak elnevezett keret rendkívül merev ágyazást biztosit, emellett keretcsuklóit oly módon képezték ki (olajcsillapítással vagy műanyag betéttel), hogy a külső rezgéseket nem továbbítják a megmunkáló- vagy mérőeszközhöz. AZ ÍRÓGÉPNEK DIKTÁLNI Olyan nagy teljesítményű mikroprocesszort fejlesztettek ki a francia tudományos kutatóközpont, a CNRS egyik informatikai laboratóriumában, amely szavanként, 0,2 másodperces szünetekkel, tagoltan kiejtett 1000-1500 szót képes felismerni, folyamatos beszéd esetén pedig 300-600 szót. E mikroprocesszort kívánják felhasználni abban a fejlesztés alatt álló írógépben, amelyet billentyűzet helyett emberi beszéddel működtetnének. A Crouzet cég a mikroprocesszort alkalmazni szeretné a repülőgép-irányításában is. GÉPKŐMÜVES A robotok felhasználása betört az építőiparba is. Az egyik felhasználási terület a téglarakás. A prototípushoz a japán Bilding Resacarch Institut (Építési Kutatóintézet) az angliai Hitachi Ltd-vel együttműködve dolgozott ki markolót, amelyet sorozatban gyártott Fanuc robotra szerelnek. A prototípus még stabil modell, de önjáró - építkezéseken használható - változatát már fejlesztik. Bontásra is készül egy prototípus a svéd Holmhed vállalatnál, veszélyes és nehezen hozzáférhető építményekhez. A törófej tömege 400 kg. Egyelőre városi környezetben, újjáépülő körzetek bontására használják. Hajtása elektrohidraulikus, nem bocsát ki kipufogó gázokat, ezért alagutakban levő munkahelyen is használható. ÉRINTKEZÉSMENTES MEMÓRIAKÁRTYA A Valvo cég olyan elektronikus hitelkártyalemezt fejlesztett ki, amelyhez nincs szükség energiaellátó elemre, valamint az információ beírása és kiolvasása érintkezésmentes. Így nem léphet fel hiba a kopás vagy az elem kimerülése miatt. A 0,76 mm vastag, hitelkártya méretű lemez adatrögzítéséhez és kiolvasásához induktív eljárást alkalmaznak. A holland Philips' leányvállalataként működő NSZK-beli alkatrészgyár egy elektronikai kisvállalat, az Angewandte Digital Elektronik GmbH ötletére alapozta új fejlesztését. Korábban az AT & T fejlesztett ki hasonló eszközt, amelynél az adatátvitelt kapacitív elven, az energiacsatolást pedig induktív eljárással oldották meg. Míg azonban az AT & T eszköze nem felel meg a Nemzetközi Szabványügyi Szervezet (ISO) előírásainak, a Valvoé igen. ÚJ OLTÓANYAG FERTŐZŐ AGYHÁRTYAGYULLADÁS ELLEN Norvégiában a jövő évben tízezer 13-16 év közötti tanulót kivannak beoltani fertőző agyhártyagyulladás ellen kísérleti oltóanyaggal. Az Állami Egészségügyi Gondozóintézet a tanulók minél szélesebb körét akarja megnyerni ennek a tesztnek, amely a sokat ígérő oltóanyagot minősíti. Az új szert az intézet kutatói kísérletezték ki kül- illetve belföldi szakemberekkel együttműködve. Statisztikai adatok szerint az agyhártyagyulladást 100 000 emberből csak 25 kapja meg. Mégis ez a betegség Norvégiában 1974 óta 400 halálos áldozatot követelt a gyerekek és a fiatalok körében. A magas halálozási ráta a fertőző agyhártyagyulladás egy különleges fajtájával függ össze, amely súlyos vérmérgezéshez vezet. Az oltóanyagot az intézet saját alkalmazottain tesztelték és 400 önként vállalkozó személyt is beoltottak. A jövő évben beoltandó tanulók kétharmada az új oltást kapja, míg a maradék egyharmad egy áloltást. Az akcióról az egész országban tájékoztatták az iskolákat, a gyermekek szüleit. Az oltást a helyi iskolaorvosok adják be. Az akció 1,5 millió USD-ba kerül. Az azonban csak két év múlva derül ki, hogy az oltás sikeres volt-e. Ha a betegség 70-80 százalékkal kisebb mértékben lép fel, úgy a célt sikerült elérni. Ebben az esetben más országok is (különösen Afrikában), hasznosíthatják az új oltóanyagot A norvég szociális miniszter szerint azonban a tervezethez a felmerülő etikai kérdések miatt külön törvény-előterjesztést kell készíteni. AGYCHIPET ÉPÍT AZ ATT Az ATT Bell Laboratories kutatói újabb lépést tettek az emberi agy működését utánzó számítógép kifejlesztésében. Chipjük lemásolja azt a folyamatot, amellyel az emberi agy neuronjai nagy mennyiségű adatot dolgoznak fel. Egy chip 6,7 négyzetmilliméteres, mintegy 75 ezer tranzisztort és 54 egyszerű processzort tartalmaz. A processzortömb elemeit programozható, rezisztív elemek kötik össze. Az új chip alkalmazásától 10-100- szoros sebességnövekedést várnak a szakemberek.
