fuusiosta

Fuusio on ydinreaktio, jossa kaksi kevyempää ydinainetta liittyy yhteen muodostaen raskaamman ytimen ja vapauttaen suuria määriä energiaa. Reaktiosta seuraa massamuutos, jonka energiana vapautuu. Fuusio on tähdissä yleisesti käytetty energianlähde, mutta sen hallittu hyödyntäminen maan päällä vaatii äärimmäisiä lämpötiloja sekä tiukkaa magneettistä ja rakennemateriaaleihin kohdistuvaa hallintaa.

Polttoaineet ovat pääasiassa deuterium ja tritium (D-T). D+T-reaktiossa syntyy helium-4 ja neutroni sekä noin 17,6 MeV energiaa. Deuteriumia on runsaasti merivedessä, ja tritiumia voidaan tuottaa breding-reaktioilla fuusioreaktoreissa. Muita tutkittuja reittejä ovat deuterium-deuterium (D-D) ja protoni-11B (p-11B).

Fuusion hallinta perustuu kahteen päämenetelmään: magnetoitu fuusio (MCF) ja inertiaalinen fuusio (ICF). MCF-laitteet, kuten tokamak- ja stellarator-tyypit, käyttävät magneettikenttiä plasmaa ylläpitääkseen korkeissa lämpötiloissa. ITER Ranskassa on kansainvälinen hanke, jonka tavoitteena on osoittaa MCF:n toimivuus. ICF puolestaan tiivistää polttoaineen laser- tai hiukkaspulsseilla lyhyissä aikaväleissä.

Nykyisin fuusiosta ei ole saatu nettosähköenergiaa. Suurimpia haasteita ovat kestävän korkean lämpötilan ylläpito, energian ja tehon saanti, materiaalien sietokyky neutronisille säteilyille sekä tritiumin turvallinen kierrätys. Tutkimus pyrkii parantamaan polttoaineen hyödyntämistä ja laitosten kustannustehokkuutta.

Fuusion potentiaali on merkittävä: polttoaineet ovat runsaasti saatavilla, ja päästöjen osuus on pieni. Pitkän aikavälin tavoitteena on kaupallinen fuusio, mutta käytännön aikataulut ovat epävarmoja ja riippuvat tutkimus- ja rahoitusresursseista.