Ranskan Marseillen kaupungin lähistöllä, Cadarachen ydintutkimuskeskuksen alueelle pikkuhiljaa rakentuva, Stonehengeä muistuttava fuusiovoiman koelaitos ITER voi tehdä mahdottomasta mahdollista, jos kaikki sujuu nykyisten suunnitelmien mukaan.

Kansainvälinen kokeellinen lämpöydinreaktori, ITER, tulee valmistuttuaan näyttämään sen, pystytäänkö auringossakin esiintyvän fuusioreaktion avulla tuottamaan kymmenisen kertaa enemmän energiaa kuin reaktori itsessään kuluttaa.

ITER-koelaitoksen uusimmista vaiheista uutisoi New York Times.

Projektin ja hetkellisen reaktion onnistuminen ratkaisisi myös kaikki energiatuotantoon liittyvät ongelmat: ei saasteita, päästöjä, jätettä, vaaroja, pelkoa onnettomuuksista tai huolia energiavarojen riittämättömyydestä lähitulevaisuudessa.

Tokamak-mallisen, rinkilän muotoisen reaktorin tyhjiökammion ja muita lukemattomia osasia sisällään pitävä noin 80 000 millin tarkkuudella asennetusta teräslaatasta muodostuva voimalarakennelma tulee olemaan historian suurin omassa luokassaan 100 metriä kattavalla läpimitallaan ja korkeudellaan. Tokamak-nimitys on lyhenne venäjän kielen sanoista toroidinen kammio magneettikäämeillä.

Tällä hetkellä rakennustyömaata koristaa perustuksia ympäröivä betonipylväikkö ja valtava halli, jossa reaktoria, sen suprajohtavia (sähkövirta etenee lävitse ilman vastusta) sähkömagneetteja ja satoja tuhansia muita komponentteja ryhdytään kokoamaan yhteen ensi vuonna. Maailman vaikeimman palapelin ratkaiseminen häämöttää kuitenkin vielä vähintään kahdeksan vuoden päässä.

Aikaisintaan vuonna 2035?

Toivotussa fuusioreaktiossa vedyn raskaan isotoopin deuteriumin ja vedyn radioaktiivisen isotoopin tritiumin atomiytimet pidetään hauraan plasman sisällä erittäin vahvojen magneettikenttien voimin. 15 miljoonan lämpöasteen kuumuudessa leijuvat protoni- ja neutronimuodostelmat törmäytetään toisiinsa. Sulautumisen seurauksena syntyy heliumia ja osa niiden massasta irtoaa.

Irtonainen massa muunnetaan energiapurkaukseksi. Neutronit poimivat mukaansa osan energiasta ja pakenevat rivakasti niitä polttoaineena käyttävästä palavasta vetyplasmasta ja iskeytyvät tokamakin seinustalle luoden lämpöä. Lämpö ohjataan reaktorista ulos jäähdytintorneja pitkin. Suprajohtavien sähkömagneettien käämien lämpötilan tulee pysytellä absoluuttisen nollapisteen (−273,15 celsiusastetta) yläpuolella muutamalla asteella.

Mikäli jokin menee pieleen, fuusioreaktio pysähtyy itsestään.

Näillä näkymin reaktion 6-7 minuutin yhtäjaksoiseen ylläpitoon ja plasman koossapitämiseen samassa aikaikkunassa kyetään ITER:in kaltaisessa voimalaitoksessa aikaisintaan vuonna 2035. Voimalaitokset voisivat tuottaa virtaa sähköverkkoon vuonna 2050 EU:n komission tavoitteen mukaan.

Heliumiksi muuntautuneen deuteriumin ennallistamiseen tarvitaan paljon energiaa, joten uusiutuvasta energiamuodosta ei voida tässä yhteydessä puhua. Luonnon deuteriumvarannot ovat kuitenkin huomattavan suuret ja riittänevät fuusioenergiatuotantoon jopa miljooniksi vuosiksi eteenpäin.

Tritiumia ei taas juurikaan esiinny luonnossa. Sitä voidaan kuitenkin tuottaa säteilyttämällä litiumia ydinreaktorissa. Maapallon litiumvarat voivat ehtyä joidenkin tuhansien vuosien kuluttua nykyisellä louhintatahdilla.

Pitkä historia

ITER on ollut rakenteilla vuodesta 2013 lähtien. Sen tuli valmistua alun perin vuoden 2019 hujakoilla. Genevessä vuonna 1985 ensimmäistä kertaa keskustellusta ja kesällä 2005 alulle laitetussa fuusioenergiasopimuksessa ovat mukana Euroopan unionin lisäksi Yhdysvallat, Kiina, Intia, Japani, Venäjä ja Etelä-Korea.

Sopimuksen allekirjoittaneet maat ovat joutuneet pahasti alkuperäisestä aikataulusta jäljessä olevan ja jatkuvasti budjetin ylittävän, monenlaisista vastoinkäymisistä kärsivän tutkimushankkeen maksajiksi.

Viimeisimpien ennusteiden mukaan ITER-projekti tulee maksamaan kokonaisuudessaan yli 20 miljardia euroa, ennen kuin koevoimala ehtii ottaa pienintäkään edistysaskelta energiatuotannon suhteen.

Etenkin Yhdysvaltain hallinnossa ollaan oltu epäileväisiä kansainvälisen projektin jatkosta lähivuosina. Suhtautuminen on kaikesta huolimatta muuttunut hieman valoisammaksi, kun ITER:in johtohahmo Bernard Bigot tapasi energiaministeri Rick Perryn viime viikolla Washingtonissa.

Tulevaisuuden mullistavan energiamuodon lipunkantajan jatkonäkymät ovat arvoitus. Sen voi maallikkokin arvata, että viivästyksiä ja lisäkustannuksia kehkeytyy varmasti. Hukkaan heitetty tiede ei ole myöskään kovin kaunista katseltavaa. Aina voi toivoa parasta.