Maailmanennätys kiinalaiselle keinovalolle, ydinfuusio lähellä? ⚡

Un saavutus on juuri saavutettu Kiinassa puhtaan ja ehtymättömän energian etsinnässä. Kokeellinen ydinfuusiokone on onnistunut pitämään plasman eristyksessä ennätysajan, ylittäen merkittävästi aiemmat suoritukset. Tämä edistysaskel voisi viedä ihmiskuntaa lähemmäksi ydinfuusion hallintaa, jota usein pidetään tulevaisuuden energiana.


Tokamak EAST, jota kutsutaan "kiinalaiseksi keinotekoista auringoksi", on pitänyt plasman vakaana 1 066 sekuntia. Tämä ennätys, joka on ainutlaatuinen tähän asti, saavutettiin Hefein Plasmaphysikaalisen Instituutin tutkijoiden toimesta, joka kuuluu Kiinan tiedeakatemiaan. Vertailun vuoksi, aikaisempi ennätys, joka saavutettiin samalla laitteistolla vuonna 2023, oli 403 sekuntia.

Tieteilijät ovat vuosikymmenten ajan yrittäneet jäljitellä Maapallolla fuusioreaktioita, jotka luonnollisesti tuottavat energiaa Auringossa. Yhdistämällä vetyytimiä tämä prosessi vapauttaa valtavan määrän energiaa ilman kasvihuonekaasupäästöjä tai voimakkaasti radioaktiivista jätettä. Kuitenkin, jotta tätä reaktiota voitaisiin hyödyntää teollisesti, plasman on pysyttävä yli 100 miljoonassa celsiusasteessa pitkän aikaa.

Hefein Plasmaphysikaalisen Instituutin johtaja, SONG Yuntao, korosti, että plasman hyvä toiminta näin pitkän ajan kuluessa on keskeinen askel kohti toimivien reaktorien suunnittelua. Hän tarkentaa, että plasman vakaus on elintärkeää fuusiovoimalan jatkuvan toiminnan varmistamiseksi.

Merkittävät tekniset parannukset ovat mahdollistaneet tämän suorituksen. Gong Xianzu, EASTin kokeellisten toimintojen vastuuhenkilö, kertoi, että useita järjestelmiä on modernisoitu, mukaan lukien lämmityslaitteisto, joka tuottaa nyt kaksinkertaisen tehon aiempiin kokeisiin verrattuna. Syötetty energia vastaa kymmeniä tuhansia kotitalouksien mikroaaltouuneja.


Vuodesta 2006 lähtien EAST on toiminut testipenkkinä tutkijoille ympäri maailmaa. Kiina näyttelee myös keskeistä roolia ITER-projektissa, joka on rakenteilla Ranskassa, ja se vastaa 9 % teknisistä kontribuutioista. ITERin on tarkoitus tulla suurimmaksi koskaan rakennetuksi magneettiseen eristykseen perustuvaksi fuusioreaktoriksi.

EASTissa saavutetut edistysaskeleet tarjoavat ratkaisevaa tietoa ITERille ja tuleville kiinalaisille reaktoreille, kuten CFETR:lle. Nämä laitokset mahdollistavat fuusiolla jatkuvan energian tuottamiseen tarvittavien olosuhteiden tutkimisen. Ilmoitettu tavoite on muuttaa nämä kokeet konkreettisiksi ratkaisuiksi maailman energiansaannin turvaamiseksi.

Samaan aikaan Kiina investoi uusiin ydinfuusiotutkimusinfrastruktuureihin. Anhui-provinssissa, jossa EAST sijaitsee, rakennetaan lisälaboratorioita tämän teknologian kehittämisen nopeuttamiseksi. Lopullinen tavoite pysyy muuttumattomana: tehdä fuusiosta saavutettavissa oleva ja kestävä energialähde tuleville sukupolville.

Miksi ydinfuusio on lupaava energialähde?

Ydinfuusio on prosessi, joka tuottaa energiaa Auringossa ja tähdissä. Se koostuu kahden kevyen ytimen yhdistämisestä raskaammaksi ytimeksi, mikä vapauttaa suuren määrän energiaa. Toisin kuin nykyisissä voimalaitoksissa käytettävä ydinhalkeaminen, se ei tuota pitkäikäistä radioaktiivista jätettä eikä aiheuta hallitsemattomien ketjureaktioiden riskiä.

Yksi sen tärkeimmistä eduista nykyisessä kokeellisessa ympäristössä on sen polttoaine: deuterium, joka saadaan merivedestä, ja tritium, joka tuotetaan litiumista. Nämä aineet ovat runsaasti saatavilla, mikä takaa lähes ehtymättömän energialähteen. Lisäksi fuusio ei tuota kasvihuonekaasupäästöjä, mikä tekee siitä ihanteellisen vaihtoehdon fossiilisille polttoaineille.

Mikä on tokamak?

Tokamak on kokeellinen laite, joka on suunniteltu pitämään kuuma plasma voimakkaan magneettikentän avulla. Sen tavoitteena on jäljitellä ydinfuusioreaktioita, jotka tapahtuvat luonnollisesti tähdissä, jotta energiaa voitaisiin tuottaa Maapallolla.

Sen rakenne perustuu rengasmaiseen kammiin, jossa atomiytimiä kuumennetaan yli 100 miljoonaan celsiusasteeseen. Näissä äärimmäisissä lämpötiloissa ytimet törmäävät toisiinsa ja sulautuvat, vapauttaen vielä suuremman määrän energiaa lämpönä.

Magneettikenttä, joka syntyy suprakonduktoreista, estää plasmaa koskemasta reaktorin seiniin. Ilman tätä eristystä lämpötilat tuhoaisivat tokamak-materiaalit. Yksi suurimmista haasteista on siis pitää tämä plasma vakaana ja eristyksissä riittävän pitkään, jotta voitaisiin tuottaa hyödynnettävää energiaa.

Projekteja kuten ITER Ranskassa ja EAST Kiinassa pyritään osoittamaan, että tokamak-fuusio voi tulla elinkelpoiseksi energialähteeksi. Jos nämä kokeelliset reaktorit onnistuvat, ne avaavat tien fuusiovoimaloille, jotka pystyvät tarjoamaan puhdasta ja lähes rajatonta energiaa.