Coloradossa kokeiltiin uutta tekniikkaa – onko fuusiovoimala lähempänä toteutumistaan?

Ydinfuusion kaupallisen hyödyntämisen kohtalo tuntuu olevan jokseenkin sama kuin miehitetyn Mars-lennon: kumpikin on pysyvästi kahden- tai kolmenkymmenen vuoden päässä tulevaisuudessa.

Pienemmässä mittakaavassa fuusiotutkimus kuitenkin etenee. Coloradon yliopistossa on tehty kokeita voimakkailla laserpulsseilla, jotka on kohdistettu mikroskooppisen pienistä, 200 nanometrin läpimittaisista langoista muodostuvaan kohtioon.

Tuloksena on ollut ennätyksellisen tehokas neutronien tuotto. Räjähdysmäisessä fuusiossa vapautui neutroneja 500 kertaa enemmän kuin vastaavissa kokeissa, joissa kohtiona on käytetty samankaltaista materiaalia, mutta yhtenäisenä kiinteänä kappaleena.

Tutkijat rakensivat ultralyhyitä pulsseja lähettävän laserlaitteiston itse. Kohdemateriaaliksi he valitsivat deuteroidun polyetyleenin. Siinä tavallisen polyetyleenin vetyatomit on korvattu raskaalla vedyllä eli deuteriumilla, jonka ytimessä on protonin lisäksi myös neutroni.

Tiuhaan ammutut laserpulssit saivat langat kuumenemaan hyvin nopeasti, jolloin ne vapauttivat deuteriumiin sitoutuneet neutronit.


Juttu jatkuu mainoksen jälkeen

Jorge Roccan johtama tutkimus ei sinänsä liity fuusiovoimalan kehittämiseen, vaikka laserpulssien kuumentamat nanolangat muuttuivatkin silmänräpäyksessä plasmaksi, kuumaksi sähköä johtavaksi aineeksi, jollaista tulevien voimaloiden – ja tähtien – polttoaine on.

Mikrotason fuusion avulla voidaan kuitenkin tuottaa tehokkaasti neutroneja, joilla on käyttöä erilaisissa kuvantamismenetelmissä sekä erilaisten materiaalien rakenteen ja ominaisuuksien tutkimuksessa.

Kokeen avulla saadaan myös tietoa hyvin voimakkaan laservalon ja aineen vuorovaikutuksesta. Sillä saattaa olla sovelluksia jopa fuusiovoimalatekniikassa, sillä plasman kuumentamiseen voidaan käyttää suurteholasereita.

Tutkimuksesta kerrottiin Coloradon valtionyliopiston uutissivuilla ja se on ilmestynyt Nature Communications -tiedejulkaisussa.

Kuvat: Advanced Beam Laboratory



Juttuja samasta aiheesta