Sokat halljuk, hogy az emberiség energia problémáira csakis a fúziós energia jelenthet megoldást. Egyszerűen szólva ez így igaz, és most nem megyek bele, hogy a napenergia, szélenergia, vagy egyéb tiszta energiatermelés mennyire szükséges, és elegendő. A cikk témája nem ez lesz, hanem egy kevésbé komoly (hiszen sok mindent nem fogok figyelembe venni a tárgyalásnál), ugyanakkor talán figyelemfelkeltő, tudományos tényre szeretnék rámutatni egyszerű, gyors (és remélhetőleg könnyen emészthető) számításokkal.
Különböző fórumokon, dokumentumfilmekben elhangzik a klasszikus mondat, hogy a fúziós reaktorokban majd a Nap energiatermelését próbálják leutánozni. Ismeretterjesztői előadásaimban én is ezt a példát szoktam előhozni, pedig ez így nem a legpontosabb kijelentés. Az ember egyszerű számításokkal megmutathatja, hogy a Nap energiatermelése egyáltalán nem hatékony, a hatalmas energia, ami felőle érkezik, csakis a méretének köszönhető. Hasonlatokkal élve a Nap nem egy hidrogénbomba, hanem egy „nagyon lassan égő kályha”. Nézzük a számításokat, amelyek igazolják ezeket az állításokat!
A Napból hozzánk érkező energiát a napállandóból tudjuk kiszámítani. Ennek értéke a légkör tetején 1,36 kilowatt négyzetméterenként. Hogy megkapjuk a Földet érő teljes energiamennyiséget, meg kell szorozni ezt a számot egy félgömb felszínével (hiszen a Nap mindig csak a Föld egyik felét világítja meg). A Föld sugara 6378 km, ezt felhasználva a félgömb felszíne 2,556*108 négyzetkilométer lesz, és a teljes kapott energiamennyiség (az átváltások után) 3,477*1017 watt lesz. (Ennyi energia érkezik a Föld légkörének tetejéhez másodpercenként a Napból. Érdekességként megjegyzem, hogy az emberiség energiafogyasztása becslések szerint 15*1012 Watt évenként.)
Elég nagy szám, amit kaptunk, és mondhatnánk, hogy miről beszélek én itt. Főleg, ha megnézzük, hogy a Nap teljes energiatermelése másodpercenként 3,827*1026 watt. Most kell viszont átgondolni, hogy ennek a hatalmas energiamennyiségnek az előállításához mekkora térfogat szükséges! A fúzió a Nap magjában történik, ami körülbelül a Nap térfogatának 20 százaléka. A Nap sugara 696 ezer km, ebből a számolgatások után Nap magjának térfogatára 4,5*1024 köbmétert kapunk. Osszuk el a két mennyiséget egymással, és akkor megkapjuk, hogy köbméterenként a Nap mennyi energiát termel! Az eredmény 85 watt lesz köbméterenként. Nem tűnik már olyan nagy számnak (főleg, ha valaki veszi a fáradtságot, és kiszámolja, hogy például egy atomerőmű blokk mennyi energiát állít elő köbméterenként)!
Hogy lássuk mennyire nem az, végezzünk el egy másik számítást is! A saját fizikai adataimat figyelembe véve a napi energiaszükségletem nagyjából 2800 kcal (ezt az adatot a netről néztem, heti 2-3 óra sportot és könnyű fizikai munkát feltételezve). Ha ezt átváltjuk a megfelelő mértékegységekre (watt), és elosztjuk a nap másodperceinek számával, akkor azt kapjuk, hogy a szervezetem 0,14 wattot termel másodpercenként. A szervezet energiatermelése a gyomorban történik, mindössze 4 köbdeciméteres térfogatban. Elosztva a kettőt kapjuk, hogy a szervezetem átlagosan 35 wattot termel köbméterenként és másodpercenként. Ugyanaz a nagyságrend, mint a Nap energiatermelése! Aki pedig komoly sportot űz (nagyjából háromszoros kalóriafogyasztás), annak szervezete ugyanannyi energiát tud termelni köbméterenként, mint a Nap!
Összefoglalva: ebből az egyszerű, de nagyon leleményes számolgatásból belátható, hogy a Nap fúziós energiatermelése nem a leghatékonyabb, és ebből kiindulva a fúziós erőművek létrehozása egyáltalán nem könnyű feladat. A Nap csupán azért olyan fényes, mert egy hatalmas, lassan égő kályhával rendelkezik. A mi fúziós erőműveinkbe nem ilyen kell!
