Fuusioenergia – kohti rajatonta energiaa vuonna 2050?
Fuusioenergian viimeaikaiset edistysaskeleet herättävät toiveita kaupallisen fuusioenergian saavutettavuudesta jo lähivuosikymmeninä. Fuusioreaktiolla on jo tuotettu enemmän energiaa kuin siihen kului. Lisäksi ennätyksiä plasman kestosta ja lämpötilasta rikotaan joka vuosi. Nykyinen plasman säilymisen ennätys fuusioreaktiossa on noin kuusi minuuttia. Plasman kuumuudessa on päästy jopa 100 miljoonaan asteeseen. Jokainen tutkimus ja testi on tärkeä ja välttämätön askel kohti käytännöllistä ja taloudellisesti kannattavaa fuusiota.
Fuusion periaate
Fuusioreaktiossa kevyet atomiytimet, kuten vedyn isotoopit deuterium ja tritium, törmäävät toisiinsa sellaisella voimalla, että ne yhdistyvät muodostaen raskaampia alkuaineita, kuten heliumia. Tämän fuusioprosessin aikana vapautuu valtava määrä energiaa, sillä lopputuotteen massa on hieman pienempi kuin yhteenlaskettu lähtömassa ja massaero muuttuu energiaksi Einsteinin kaavan E=mc2E = mc^2E=mc2 mukaisesti.
Fuusio saadaan alulle vain erittäin korkeissa lämpötiloissa ja paineessa, joten reaktoreiden kehitys perustuu huippuluokan lämmitys teknologioihin, kuten neutraalihiukkasinjektioihin sekä kymmeniä miljoonia celsiusasteita kuuman plasman hallintaan esimerkiksi magneettikentillä tai lasereilla. Teknologioita testataan kansainvälisissä laitoksissa Euroopassa, Yhdysvalloissa sekä Aasiassa. Myös tekoäly ja simulaatiot ovat osoittautuneet tärkeiksi plasman hallinnan ja reaktioiden optimoinnin työkaluiksi. Materiaalitutkimus puolestaan kehittää entistä kestävämpiä ja kuumuutta sietäviä metalleja, jotka ovat kriittisiä äärimmäisissä olosuhteissa toimiville reaktoreille. Eräs testatuista reaktorin sisusmateriaaleista on volframi.
Valtavat vaikutukset
Mikäli fuusioenergia saadaan kaupallistettua, sillä olisi valtavat vaikutukset: lähes rajaton ja vähäpäästöinen energiantuotanto auttaisi saavuttamaan ilmastotavoitteet ja vähentäisi edelleen riippuvuutta fossiilisista polttoaineista. Uusi energialähde laskisi energian hintaa ja tukisi talouskasvua. Muutos ei kuitenkaan ole ongelmaton, sillä energiasektori sekä yhteiskunnat joutuu sopeutumaan uusiin tuotantotapoihin, ja fuusioreaktorien tarvitsemat harvinaiset raaka-aineet voivat luoda uusia riippuvuuksia.
Fuusioenergian kehitystä on jo rahoitettu massiivisilla investoinneilla, ja toiveet teknologian kaupallistamisesta vuoteen 2050 mennessä ovat vahvat. Siitä kertoo mm. Ranskaan rakentuvan kansainvälisen yhteisponnistuksen, jättimäisen ITER-tutkimuslaitoksen tavoiteaikataulu.
