VTT Uutta | Uutiset 2002

6.6. Fuusioenergiasta ratkaisu tulevaisuuden energiakysymykseen?


Lämmönsiirtymisesteet nopeuttavat fuusioenergian käyttöönottoa

Fuusioenergia voi yhdessä uusiutuvien energialähteiden kanssa tarjota tulevaisuudessa ratkaisun ihmiskunnan energiakysymykseen. VTT:n tutkijan Tuomas Talan mukaan lämmönkuljetusesteet saattavat mullistaa koko fuusioenergiatutkimuksen. Lämmönkuljetusesteet hidastavat lämmön karkaamista fuusiokoelaitteesta, minkä ansiosta fuusioenergian hinta alenee merkittävästi.

Fuusioenergia perustuu kahden alkuaineen yhdistymiseen yhdeksi raskaammaksi atomiksi. Perinteisessä ydinvoimassa eli fissioenergiassa uraani halkaistaan kahdeksi pienemmäksi alkuaineeksi. Fuusioenergia tarjoaa ympäristön kannalta kestävän perusenergiantuotannon ja voi yhdessä uusiutuvien energialähteiden kanssa tarjota ratkaisun ihmiskunnan energiakysymykseen. Siten sen merkitys energiaongelman ratkaisussa voi olla valtava. Fuusioenergian tärkeimmät edut ovat energian saasteettomuus, turvallisuus sekä ehtymättömät polttoainevarat. Jo yhdellä grammalla fuusioitavaa raskasta vetyä voidaan kodin keittolevyä käyttää yli 100000 tunnin ajan!

Talan väitöstutkimuksen perusteella lämmönkuljetusesteet nostavat fuusioplasman lämpötilaa ja tiheyttä sekä parantavat huomattavasti plasman koossapitoa. Tämän ansiosta fuusioenergian hinta alenee merkittävästi, sillä fuusioplasman kuumentamiseen tarvitaan vähemmän tehoa, plasmakammio voi olla entistä pienemmän kokoinen ja fuusioreaktori voi toimia pidemmän aikaa yhtäjaksoisesti ilman seisokkeja.

Fuusion valjastaminen ihmisten energialähteeksi on ollut unelmana jo puoli vuosisataa. Suurimpana ongelmana on fuusioenergian vaikea tekninen toteutettavuus, joka liittyy siinä käytettävän polttoaineen olomuotoon, merivedestä erotettavaan raskaaseen vetyyn. Siitä syntyvä plasma on sähköisesti varattua kaasua, jonka lämpötila fuusioreaktorissa on jopa yli 100 miljoonaa celsiusastetta. Nyt kuitenkin fuusioenergian valjastaminen näyttää läheisemmältä kuin aiemmin kahdestakin syystä. Ensinnäkin fuusioenergiaan liittyvä fysiikka ja tekniikka tunnetaan entistä paremmin, mm. väitöskirjassa esitettyjen lämmönkuljetusesteiden tuomat edut ja toiseksi, poliittinen ilmapiiri on muuttunut myönteisemmäksi. Niinpä seuraavan sukupolven fuusiokoereaktorille (ITER) on jo esitetty useitakin virallisia paikkahakemuksia.

Suurin osa tutkimustyöstä on tehty maailman suorituskykyisimmällä fuusiokoelaitteella, JET-tokamakilla, joka sijaitsee Oxfordin lähellä Englannissa. Lämmönkuljetusesteillä on keskeinen rooli JET:n tämänhetkisessä koeohjelmassa ja niiden ansiosta fuusioreaktorin hyötysuhde on jopa kaksi kertaa parempi. Lämmönkuljetusesteiden tuomat edut johtavat myös muutoksiin seuraavan sukupolven fuusiokoereaktorin, ITER:n, suunnittelussa. ITER on EU:n, Japanin ja Venäjän yhteinen hanke, joka on tällä hetkellä edennyt siihen vaiheeseen, että Kanada, Japani, Ranska ja Espanja ovat esittäneet sille virallista paikkatarjousta maastaan. Sähköä tuottava fuusioreaktori voisi olla toiminnassa ehkä noin 40-50 vuoden kuluttua, lämmönkuljetusesteiden löytymisen ansiosta jopa aikaisemmin.

Tuomas Talan väitöstilaisuus pidetään Teknillisessä korkeakoulussa 7.6.2002 klo 12.00.

Lisätietoja: VTT Prosessit, Tutkija Tuomas Tala,Puh. 020 722 5788, 040 544 8984, tuomas.tala@vtt.fi


Uutta | Uutiset 2002

VTT