LLNL
Tutkija fuusioreaktorissa

Läpimurto: Tie rajoittamattomaan puhtaaseen energiaan saattoi avautua

Yhdysvaltalaistutkijat ovat ottaneet ison askeleen kohti rajatonta ja hiiletöntä energiantuotantoa.

Tutkijat ovat jo vuosikymmenien ajan yrittäneet ratkaista fuusioreaktion ongelmia ja tavoitelleet tietä rajoittamattomaan määrään puhdasta energiaa.

Yhdysvalloissa Kaliforniassa toimivan NIF- eli National Ignition Facility -tutkimuslaitoksen tutkijat ovat viime vuosina toistuvasti saavuttaneet edistysaskelia fuusioenergiatutkimuksessaan.

Ja nyt he tekivät sen jälleen, tällä kertaa kyseessä oli historiallinen saavutus.

Nyt tutkijat ovat ensimmäistä kertaa onnistuneet tuottamaan fuusioreaktiossa enemmän energiaa kuin fuusion ylläpitoon vaadittiin.

Läpimurron toivotaan johtavan siihen, että tulevaisuudessa saadaan tuotettua rajattomasti vihreää energiaa. Yhdysvaltojen energiaministeri Jennifer Granholm luonnehti saavutusta lehdistötilaisuudessa "merkittäväksi virstanpylvääksi"

Jos fuusiovoimala saadaan tuottamaan energiaa, kyseessä olisi ulkoisista olosuhteista, kuten auringosta ja tuulesta, riippumaton saasteeton energiamuoto.

Voimakkaiden lasereiden pommitusta

Fuusioreaktiossa kaksi tai useampi kevyt atomiydin yhdistyy yhdeksi atomiksi. Samalla kun atomiytimet yhdistyvät, vapautuu suuri määrä energiaa. Fissioreaktiossa, joka on käytössä nyt toimivissa ydinvoimaloissa, energiaa syntyy, kun atomiytimet halkeavat. Fissiossa syntyy radioaktiivista jätettä, mutta fuusioon perustuva voimala ei tuottaisi lainkaan pitkäikäistä ja korkea-aktiivista ydinjätettä.

Fakta: Näin NIF:n fuusioreaktori toimii

  • Kalifornialainen National Ignition Facility sisältää monimutkaisen, kolmen jalkapallokentän kokoisen laserjärjestelmän, joka kuumentaa pienen kultasäiliön yli 100 miljoonan asteen lämpötilaan.
  • Säiliössä on hiuksen paksuinen vetykiekko, jonka atomit muuttuvat hyvin korkeassa lämpötilassa sähköä johtavaksi plasmaksi ja fuusioituvat heliumiksi.
  • Jotta polttoaine ei kosketa säiliön seiniä ja jäähdy niin, että fuusioreaktiot lakkaavat, sitä pidetään paikallaan magneettikentällä.

Fuusioreaktiossa syntyy valtava määrä energiaa. Auringon ja muiden tähtien ytimissä on käynnissä fuusioreaktio. Maassa fuusioenergian hyödyntämisen ongelma on se, että fuusioreaktion käynnistäminen on vaikeaa ja kallista.

Nyt Yhdysvalloissa tehdyssä kokeessa saatiin laserien kohdistuksen avulla tuotettua hetken aikaa enemmän energiaa kuin kokeeseen syötettiin. Laserien valo kohdistettiin pieneen vetypellettiin.

Yhdysvaltalaiskokeessa tuotettiin nyt 3,15 megajoulea energiaa, ja kokeen suorittamiseen tarvittiin energiaa 2,05 megajoulea. Toisin sanoen koe tuotti noin kaksi kertaa niin paljon energiaa kuin laitoksen 192 laseria tarvitsivat prosessin käynnistämiseksi.

Onnistuneesta kokeesta on kuitenkin vielä hyvin pitkä matka kaupallisesti toimivaan fuusiovoimalaan, joka tuottaa sähköä kotitalouksille.

© UK Atomic Energy Authority

Lue myös:

Ennen kuin fuusiovoimala joskus tulevaisuudessa voi toteutua, pitää nyt Kaliforniassa suoritettu koe saada toimimaan paljon suuremmassa mittakaavassa ja se pitää toistaa monta kertaa sekunnissa.