Brittiläisyhtiö First Light Fusion sai vetyatomit sulautumaan yhteen eli fuusioitumaan heliumiksi ampumalla erikoisen muotoista säiliötä, joka sisälsi raskaaksi vedyksi kutsuttua deuteriumia.
Kysymyksessä oli ensimmäinen kerta, kun kyettiin saamaan aikaan fuusio puristamalla vetyä kokoon ammuksen avulla. Yritys uskoo, että menetelmä johtaa suuriin ympäristöystävällisiin fuusiovoimaloihin, jotka eivät aiheuta hiilidioksidipäästöjä.
Kun vety fuusioituu heliumiksi, vapautuu energiaa. Fuusioreaktiot saavat Auringon säteilemään, ja fyysikot ovat jo pitkään pyrkineet tuottamaan vastaavalla prosessilla vihreää energiaa.
Kevyitä atomeja ei kuitenkaan pakoteta niin vain sulautumaan yhteen. Tapahtumasarja vaatii joko hyvin korkean lämpötilan tai hyvin suuren paineen. First Light Fusion on kuitenkin osoittanut, että tarvittava paine on mahdollista tuottaa ampumalla erikoisvalmisteista deuteriumastiaa.
VIDEO: Tutustu fuusioläpimurron taustalla olevaan tekniikkaan
Ammus lähtee 19-kertaisella äänen nopeudella
Kokeissa käytettiin 100 gramman painoista ammusta. Kun se ammuttiin kaasutykillä, se saavutti 23 400 kilometrin tuntinopeuden. Se vastaa 19-kertaista äänen nopeutta, eli nopeus oli paljon suurempi kuin pistoolin luodilla.
Vetysäiliön muotoilulla varmistettiin, että ammuksen energiavaikutus kohdistui pistemäisesti. Siksi millimetrikokoluokan astia luhistui sisäänpäin yli 250 000 kilometrin tuntinopeudella.
Ammuksen osuessa vety painui kokoon niin paljon, että paine nousi peräti 10 terapascaliin eli 100 miljoonaa kertaa niin suureksi kuin normaali-ilmanpaine. Se riitti aiheuttamaan vedyn fuusioitumisen heliumiksi ja energian vapautumisen.
Laboratoriossa energiamäärä jäi mitättömäksi. Seuraavaksi yritetään kuitenkin todistaa, että menetelmällä on mahdollista tuottaa paljon enemmän energiaa kuin ampuminen kuluttaa.
Ensimmäisen kerran on onnistuttu saamaan aikaan fuusio puristamalla vetyä kokoon ampumalla. Tutkimusta tekevä yhtiö uskoo, että menetelmä mahdollistaa suuret, ympäristöystävälliset fuusiovoimalat lähivuosikymmeninä.
Fuusiovoimala 2030-luvulla
Ennen pitkää kaasutykki vaihdetaan sähkömagneettiseen tykkiin, jolla vetyä voidaan ampua pari kertaa minuutissa. Vapautuva energia lämmittää nestemäistä litiumia, joka lämmönvaihtimen kautta kiehuttaa vettä. Höyry pyörittää turbiinia, johon on kiinnitetty sähkögeneraattori.
First Light Fusion on Oxfordin yliopiston spin-off- eli oheisyritys. Se tähtää alle miljardi euroa maksavan 150 megawatin koevoimalan rakentamiseen ensi vuosikymmenen loppuun mennessä. Sen on tarkoitus toimia isompien yksiköiden mallina.
Nykyään 150 megawatin aurinko- ja tuulivoimaloita voidaan pitää keskikokoisina. Teholtaan vastaavat fuusiovoimalat olisivat tervetulleita siitäkin syystä, että tuottaisivat sähköntuotannon ja -kulutuksen tasoittavaa säätövoimaa säistä sekä vuorokauden- ja vuodenajoista riippumatta.