Puhas energia aastaks 2025 - maailma keerulisima masina ehitusel ületati oluline teetähis

Paika pandud krüostaadi alus. Foto: ITER

Lõuna-Prantsusmaal hiiglasliku rahvusvahelise koostööprojektina arendatav tulevikuenergia fusioon-reaktor jõudis hiljuti olulise teetähiseni ning «esimese plasmani» peaksid insenerid jõudma juba aastal 2025.

Möödunud nädalal suure tseremooniaga üle antud krüostaadi ehk külmutussüsteemi aluse paika saamine on tuumasünteesi- ehk fusioon-energia perspektiivikuse uurimiseks ellu kutsutud hiigelprojekti jaoks oluline tähtpäev, kuna näitab, et juba kuue ja poole aasta pärast esimeste operatsioonidega alustamine võib olla realistlik. Praeguseks on ITERi reaktori rajamisel valmis saadud 65 protsenti töödest.

ITERi katsereaktor on maailmas ainulaadne, sest kui selle loomisel aluseks võetud teoreetiline osakestefüüsika peab, siis peaks selle käitamisel olema võimalik tõestada, et fusion-tehnoloogia ehk tuumasünteesiga (vaata lisalugu) on võimalik ka energiat toota. Kui see õnnestub, siis peaks sellest saama võimsaim süsinikuneutraalne energiaallikas, mille abil oleks võimalik sisuliselt veest elektrit toota.

Projekti India osapoolte valmistatud krüostaadi kogumahtuvus on 16 000 kuupmeetrit ning kaal pea 4000 tonni. Tohutute mõõtmete tõttu käib selle ehitamine neljas osas: kõigepealt põhi, siis madalam silinder, seejärel ülemine silinder ja lõpuks kaas. Kogu Tokamak-põhimõttel töötavat hiigelreaktorit on nimetatud ka inimkonna kõige keerulisemaks masinaks. Kui see ka aastal 2025 käima saadakse, siis ei saa sellest veel aga reaalselt energiat tootvat jaama, vaid pigem tõestus, et selline energia ammutamise viis on üldse võimalik.

ITERi projektist saab lähemalt lugeda sellest Postimehe suurest loost.

Tuumasüntees

Võrreldes teiste energiaallikatega liigitub tuumasünteesi-energiajaam samuti tuumaenergeetika alla, kuid erineb oma tööpõhimõttelt radikaalselt tänapäeval kasutuses olevatest jaamadest, kus energia vabanemine saavutatakse suurte ja raskete aatomituumade – peamiselt uraani ja plutooniumi isotoopide – lõhkumisel (inglise keeles nuclear fission).

Tuumasüntees (inglise keeles nuclear fusion) on aga protsess, mille käigus saavutatakse energia vabanemine väikeste ja kergete tuumade liitmisel. Enamasti kasutatakse selleks vesiniku isotoope deuteeriumit (²H) ja triitiumit (³H), mille liitumisel tekib jääkainena heelium. Fusioonenergia eelisteks peetaksegi sama hästi kui ammendamatut «kütust» – vett – ja protsessi ohutust. Nimelt on selle saaduseks kahjutu heelium ja kuna kogu protsessi võib iga hetk seisata, ei ole karta katastroofilist tagajärge. Kuigi tekib küll teatud kogus kiiritatud materjale, on fusioonienergia tõenäoselt üks puhtamaid ja kahtlemata üks tootlikumaid energialiike – ühest liitrist veest või õigemini sellest saadavast vesinikust peaks tuumasünteesi käigus olema võimalik ammutada sama kogus energiat, mis vabaneb 350 liitri bensiini põletamisel.

Kaudselt on kogu energia, mida me kasutame, pärit tuumasünteesist, kuna see on protsess, mis leiab aset muu hulgas ka Päikese südames, kus tähe gravitatsioon kergeid elemente üksteisele piisavalt lähestikku hoiab, et saavutada nende liitumine. Maa peal on selleks aga vaja spetsiaalseid ülikeerukaid masinaid, mida tuntakse ka tuumasünteesi generaatorite nime all.