Az Európai Unió (EU) hosszú távú fúziós energiastratégiája egy demonstrációs fúziós reaktor (DEMO) fejlesztését irányozza elő, mint egy technológiai lépést a kísérleti ITER és a későbbi kereskedelmi fúziós erőművek között. A jelenlegi tervek szerint a DEMO-nak a 21. század közepére több villamos energiát kellene a hálózatba juttatnia, mint amennyit felhasznál. Emellett az alapcél mellett el kell érnie a tríciumönellátást, bizonyítania kell a biztonságos üzemeltetést, és be kell mutatnia a gazdaságos üzemeltetés lehetőségét is. Az EU DEMO jelenlegi alapkoncepciója egy tokamak típusú fúziós reaktor. Ugyanakkor az erőművi környezet a jelenlegi fúziós berendezésekhez képest nagyságrendekkel nagyobb hő- és sugárzási terhelést fog jelenteni a plazma közvetlen környezetében üzemelő eszközöknek. A berendezés megfigyeléséhez és vezérléséhez szükséges diagnosztikai eszközöknek ehhez mérten megbízhatónak és ellenállónak kell lenniük. A különböző fizikai elven működő plazmadiagnosztikák közül az egyik legkritikusabb az optikai diagnosztikák tervezése és integrálása. A cikk célja a várható optikai diagnosztikai rendszerek, kihívásaik és lehetséges megoldásaik ismertetése, valamint a kapcsolódó magyar kutatási célok bemutatása.
Optical Diagnostic Systems in Fusion Power Plants
The European Union’s (EU) long-term fusion energy strategy envisions the development of a demonstration fusion reactor (DEMO) as a technological bridge between the experimental ITER device and future commercial fusion power plants. According to current plans, DEMO is expected to deliver net electrical power to the grid by the middle of the 21st century. In addition to this primary objective, it must achieve tritium self-sufficiency, demonstrate safe operation, and showcase the potential for economically viable performance. The current baseline concept for the EU DEMO is a tokamak-type fusion reactor. Compared with existing fusion devices, the power-plant environment will impose orders-of-magnitude higher thermal and radiation loads on the components operating in the immediate vicinity of the plasma. Consequently, the diagnostic systems required for monitoring and controlling the device must be highly reliable and resilient. Among the various types of plasma diagnostics, optical diagnostics represent one of the most critical challenges in terms of design and integration. The aim of this paper is to present the expected optical diagnostic systems, their challenges and potential solutions, as well as the related Hungarian research objectives.
