Energia

Az anyagszerkezet, az energia, az űrkutatás és a kvantum- és nanotechnológia kutatási területei

Az elmúlt évszázadok során a tudományos kutatások egyik legfontosabb célja a bennünket körülölelő anyag szerkezetének, tulajdonságainak, viselkedésének és felhasználhatóságának a kutatása. Ezt mindig is kiegészítette az a kérdés, hogy honnan vegyük az energiát az anyag átalakításához, környezetünk átformálásához, illetve a felhasználási módok legoptimálisabb kiaknázásához.

Hazánk anyag- és energiakutatásának legfontosabb szereplői az Atommagkutató Intézet (ATOMKI), a Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont (CSFK), az Energiatudományi Kutatóközpont (EK) és a Wigner Fizikai Kutatóközpont (Wigner FK) intézet, melyek egyrészt a saját kísérleti berendezéseikkel, másrészt a nagy nemzetközi infrastruktúrákkal együtt, vagy megaprojektek tagjaiként érnek el jelentős eredményeket. Kutatásaik nemzetközi szinten is az élvonalba tartoznak. Ezek az eredmények sikeres technológiatranszfer eredményeként sok esetben a hazai ipar számára is versenyelőnyt tudnak biztosítani.

Ember és világűr, a kozmosz kutatása a civilizációs kihívás tekintetében a legfejlettebb csúcstechnikát igénylő diszciplínák. Az ELKH intézetei közül az ATOMKI, a CSFK, az EK, az ÖK és a Wigner FK kutatásai irányulnak a Földön kívüli térben zajló jelenségek vizsgálatára, és kiemelt hangsúlyt fektetnek az Európai Űrügynökség programjaiban zajló magyar aktivitás magasabb szintre emelésére. Az elmúlt években az EK-ban az Európai Űrügynökség által auditált, az európai űripari szabványoknak megfelelő űrkutatási fejlesztő laboratórium és űripari tesztközpont létesült.

Űrcsillagászat és űridőjárás: a CSFK és a Wigner FK több jelentős európai űrcsillagászati misszióban is kutatási partner. Az EUROPLANET együttműködés keretében a nagybolygók közelében zajló sugárkémiai folyamatokat az ATOMKI vizsgálja. Egyre nagyobb jelentőségű kutatási területük az űridőjárás, a Naprendszerben zajló folyamatok és azok bolygónkat érintő hatásainak időbeli követése, előrejelzése. A CSFK, az EK és a Wigner FK kutatói jelenleg is prominens résztvevői az űridőjárásfigyelő és -modellező vizsgálatoknak, emellett az űridőjárási műszerek és fedélzeti eszközök fejlesztésében is részt vesznek.

Űrkutatáshoz kapcsolódó fejlesztések. Magyarország Kormánya kinyilvánította azon szándékát, hogy 2024-re űrhajóst küld a Nemzetközi Űrállomás fedélzetére, és jelenleg a leendő űrhajós tudományos programjának előkészítése zajlik. A készülő megállapodás szerint a Wigner FK egy mágneses teret mérő, egy részecskéket detektáló, valamint egy űrszemét- és mikrometeorit-megfigyelésre alkalmas műszert is épít. Az előzetes tervek szerint az EK fedélzeti dózismérő rendszerekkel és az űrállomást érő sugárzási tér változásait vizsgáló űridőjárási mérőrendszerrel vesz részt a programban. Az elmúlt években a CSFK-n belül számos olyan innovatív műszerfejlesztési projekt indult és valósult meg, amely közvetlen ipari felhasználással folytatható. A CSFK már jelenleg is több, műholdas technológiákat érintő kutatás-fejlesztési projektben vesz részt, ilyen például a HERMES vagy a CAMELOT.

A Kormány 2020-ban tette közzé a Nemzeti Energiastratégiát, amely összhangban az európai törekvésekkel, 2050-ig az energiatermelés teljes dekarbonizációját tűzte ki célul. A stratégia egyik fő pillére az energiaellátás biztonsága és az importtól való függés csökkentése. Az energiagazdálkodás alapvető szegmense az energiatakarékos és környezetbarát megoldások keresése, új anyagok és technológiák kidolgozása, valamint ezek használata. Ezen stratégiába illeszkednek kutatásfejlesztési céljaink is: a hazai nukleáris kompetencia fenntartása, illetve felkészülés a következő évtizedek technológiai kihívásaira. A jövő technológiáinak, a magfúzióra alapozott energiatermelés és negyedik generációs atomerőművek támogatásához, illetőleg a nukleáris üzemanyagciklus zárásának a megoldásához is összehangolt K+F+I-tevékenység szükséges.

Megújuló források energetikai hasznosításának elősegítése új energiatárolási és -átalakítási módszerek fejlesztésével. Az időjárásfüggő, megújuló alapú villamosenergia-termelés időszakos többlettermelésének befogadásához szükséges energiatárolási és hálózatfejlesztési igények támogatása szimulációs eszközökkel. Nagy hatékonyságú, fenntartható, hosszú élettartamú, olcsó és biztonságos tüzelőanyag-cellák és Lítiumion-elemek gyártásának előkészítése, kísérleti kutatása.

A hidrogén mint üzemanyag-forrás termelését segítő új, költséghatékony kémiai eljárások kutatása. Az EK az elmúlt évtizedben kiemelkedő eredményeket ért el az energetikai forgatókönyvek környezeti és társadalmi szempontjainak értékelésében. Az egyes alternatívák, mint például a biomassza használatának további növelése – annak légszennyező hatása miatt – súlyos károkat okozhat a befogadókban (ökoszisztéma, emberi egészség). A nanotechnológiához fejlesztett méréstechnikákkal forradalmi jelentőségű eredményeket lehet elérni a környezet eddig teljesen ismeretlen ultrafinom részecskéinek forrásaival és azok egészségre gyakorolt hatásaival kapcsolatban.