ITER-reaktorin kaavio
ITER-fuusioreaktori sekä fuusiovoiman tulevaisuus
ITER-fuusioreaktori(1) tulee olemaan tärkeä virstanpylväs kun fuusioreaktoria kehitetään. Fuusion ongelmana on sen vaatima lämpötila sekä myös siitä vapautuvan energian hallinta. Eli ITERin pitäisi pystyä tuottamaan enemmän tehoa kuin siihen syötetään ilman että kyseinen reaktori sulaa tai höyrystyy. Siksi tätä reaktoria ympäröi valtavan paksu betonikuori, jonka tehtävä on paitsi absorboida fuusiosta lähtevää säteilyä, niin myös jäähdyttää tätä reaktoria, jotta se ei kaasunnu, jolloin miljardien asteiden lämpötilassa olevaa plasmaa pääsee ilmakehään. Tuo asia aiheuttaa tuhoja laajalla alueella.
Fuusio on energiantuotannon muoto, missä keveitä alkuaineita liitetään yhteen, jolloin syntyy valtava määrä energiaa. Ongelma on siinä, että onnistuakseen tuo alkuaineiden atomien yhteenliittäminen vaatii valtavan korkeita lämpötiloja. Nimittäin Maan pinnalla toimivien fuusioreaktorien tulee kompensoida auringon ytimen painetta nostamalla vastaavasti lämpötilaa. Kyseinen prosessi vaatii miljardien asteiden lämpötilan, ja sen takia fuusioreaktorin rakentaminen on teknisesti niin hankalaa.
Yleensä fuusioreaktorien kokeissa käytetään “Tokamak” eli “turus”-tyyppistä reaktoria, joka muistuttaa donitsia. Noissa reaktoreissa fuusio materiaali on plasmaattisessa muodossa, ja sitä pidetään erossa reaktorin seinämistä leijuttamalla tätä materiaali magneettikenttien varassa. Tuolloin plasmaan suunnataan lasereita sekä mikroaaltoja, joiden tehtävänä on nostaa sen lämpötila sille tasolle, että itseään ylläpitävä fuusio on mahdollinen, ja reaktori tuottaa silloin enemmän energiaa kuin sinne syötetään.
Fuusio tulee onnistuessaan tarjoaman maailmalle upean uuden voimanlähteen, joka ei tuota juurikaan saasteita, mutta asialla on varjopuolensa. Se liittyy siihen, että yhteiskunta elää energiasta.
Fuusion kritiikkiä
Fuusio on tietenkin energiantuotannon runsaudensarvi, jos se onnistuu. Mutta ongelma on siinä, että se myös keskittää energiantuotantoa, ja silloin esimerkiksi maat missä fuusioreaktorit sijaitsevat voivat käyttää tuota energiamuotoa oman asemansa pönkittämiseen.
Samoin fuusiota kehitetään myös puhtaasti sotilaallisiin tarkoituksiin. Eli fuusioreaktorit ovat loistava väline esimerkiksi uuden sukupolven elektromagneettisten aseiden voimanlähteinä, ja siksi niiden kehitys on osittain salaista. Samalla kuitenkin pitää huomioida se, että fuusio tekee esimerkiksi suuresta osasta fossiilisia polttoaineita tarpeettomia, ja se tietenkin vähentää suurten öljyntuottajamaiden asemaa kansainvälisessä politiikassa.
Fuusion käyttö nykypäivän tekniikassa
Fuusiota käytetään nykyään lähinnä aseteknologiassa, eli vetympommien teho perustuu fuusiosta saatavaan energiaan. Ensimmäinen vetypommi “Ivy Mike” (2) räjäytettiin 1.11.1952, ja siitä lähtien tuota energiamuotoa on tutkittu sekä asevoimien että siviilien taholla. Ja suurin osa tuota tutkimusta palveli aikoinaan asevoimien etua. Se miten sitten tuota energiaa voidaan hyödyntää rauhanomaisesti on kuitenkin jäänyt taka-alalle.
Fuusio- tai vetypommeihin liittyvissä kokeissa käytetään nykyään lähinnä pallomaisia fuusio-kammioita, joissa fuusiomateriaaliin suunnataan lasersäde, ja sen avulla pyritään laskemaan materiaalin antama teho. Tunnetuin näistä reaktoreista on NIF (National Ignition Facility)(3).
Plasma-ase on synkkä tulevaisuuden visio
Joissakin tulevaisuuden plasma-aseissa on suunniteltu käytettävän sellaista tekniikkaa missä plasma kuumennetaan jopa miljooniin asteisiin, ja se suunnataan kohteeseen magneetti kiihdyttimen avulla. Tai tuota plasmaa voidaan varastoida elektromagneettiseen pommiin, joka sitten pudotetaan kohteeseen.
Tuolloin tuhansien tai jopa miljoonien asteiden lämpötilaan kuumennettu kaasu aiheuttaa samanlaista tuhoa kuin ydinase. Elektromagneettinen tai plasma-pommi on vain säilö, jossa plasmaa voidaan kehittää lentokoneeseen kiinnitetyn generaattorin avulla, ja siinä magneetti pitää tuon aineen erossa säiliön seinämästä.
Fuusiotekniikkaan perustuva kertakäyttöinen reaktori voisi olla ikään kuin JATO-raketin fuusiokäyttöinen versio
Joskus on keskusteltu mahdollisuudesta rakentaa fuusiotekniikkaan perustuva versio JATO-raketista(4). Kyseinen kertakäyttöinen fuusioreaktori antaisi lentokoneelle valtavan nopeuden, vaikka se olisi vain oikeastaan kertakäyttöinen versio jostain apuraketista, jolla lentokoneita lähetetään ilmaan lyhyeltä kiitotieltä. Kyseisessä raketissa olisi vain muutamia grammoja fuusiomateriaalia.
Eräissä suunnitelmissa puhutaan siitä, että esimerkiksi lentokoneisiin voitaisiin asentaa pienikokoisia fuusio reaktoreita eli fuusio kammioita, jotka muistuttavat ulkonäöltään nuppineuloja. Niissä olisi pyöreä kammio, mihin suunnataan lasersäde, ja tuossa kammiossa oleva fuusioituva materiaali aiheuttaisi sen, että lentokone lähtee eteenpäin todella suurella nopeudella. Eli kyseessä olisi eräänlainen turbo-boost nappi äärimmäisiä tilanteita varten.
Iter-projektin kotisivut: https://www.iter.org/proj/inafewlines
Kommentit
Lähetä kommentti