/nginx/o/2024/10/18/16426805t1hbc77.png)
:format(webp)/nginx/o/2024/10/31/16457331t1hfc61.jpg)
USA Princetoni plasmafüüsika laboris loodud «igavese energia» masin ehk tuumasünteesi reaktor võib olla esimene samm rohkesti energiat pakkuva puhta tuleviku suunas. Seade on nii väike, et mahub lausa lauale.
MAHUB KÖÖGILAUALE ⟩ Teadlased printisid välja termotuumareaktori, mis on pisike nagu supipott (1)
Princetoni plasmafüüsika labor (Princeton Plasma Physics Laboratory ehk PPPL) on valmis ehitanud tuumasünteesi reaktori, kasutades selleks nii 3D-prinditud detaile kui ka lihtsaid poest ostetud komponente, kokku panduna mahub see aga köögilauale.
Kuigi tegemist on näiliselt lihtsa masinaga – klaastoruga, mis on kaetud magnetitega – sisaldab seade tähtedel toimuvate protsesside sarnaseid lahendusi ning võib tähendada olulist läbimurret puhta energia tulevikus.
IEEE Spectrum avaldas loo PPPLi reaktorist, mis sai valmis eelmisel aastal. Kuigi plasmapõhised tuumasünteesireaktorid on eksisteerinud juba mõnda aega ja Stellaratori-sarnane reaktoritüüp leiutati 70 aastat tagasi, on need olnud siiani väga kohmakad ja keerulised. PPPLi reaktor, mis koosneb klaasist vaakumtorust ja 3D-prinditud nailonkorpusest, kasutab oma struktuuris 9920 haruldaste muldmetallidega magnetit, mis hoiavad toru keskel paigal ülikuuma plasmat.
Stellarator: magnetitega hoitud kuum plasma
Selline korpus, mida nimetatakse stellaratoriks, juhib vaakumtorus elektroni kaotanud aatomite liikumist, et nad kokku põrkaksid. Kui nende tuumad ühinevad, vabanebki tohutu kogus energiat.
/nginx/o/2024/10/31/16457339t1h240d.png)
PPPLi reaktori juures on märkimisväärne ka selle odavus. Üheks tuumaelektrijaamade rajamise takistuseks on olnud tohutu ajakulu ja hiiglaslik rahaline investeering. Võrdluseks läks näiteks Saksamaal asuv sarnane Stellaratori-tüüpi katsereaktor maksma 1,1 miljardit dollarit ja selle ehitamine võttis 20 aastat. Princetoni seade valmis vähem kui aastaga ja maksis vaid 640 000 dollarit.
Odav ja lihtne reaktor muudab maailma
Energia tulevik on ühiskonna jaoks praegu määrava tähtsusega. Tööstusajastu viimased kümnendid on toonud kaasa olukorra, kus süsinikdioksiidi kogused atmosfääris on ohtlikult kõrged, põhjustades kliima soojenemist ja mõjudes laastavalt keskkonnale. Just siis, kui globaalne soojenemine nõuab tungivalt uusi lahendusi, liigub maailma esimiljardäride tähelepanu tohutu energiavajadusega tehnoloogiate poole. Silicon Valley tehnoloogiahiiud teavad, et keele- ja otsustustehnoloogiate arendamiseks vajaliku tehisintellekti toiteks pole enam võimalik kasutada söejaamu. Kuigi tuule- ja päikeseenergia on paljutõotavad, ei ole need veel piisavalt küpsed, et tagada keerukate AI-süsteemide tööks vajalik suur energiahulk.
Nii ongi tehnoloogiahiiud hakanud tuumaenergia poole pöörduma. Microsoft on taaskäivitamas Three Mile Islandi reaktorit, Amazon investeerib 500 miljonit dollarit väikeste modulaarsete tuumareaktorite arendamisse oma andmekeskuste jaoks ning Google'il on sarnased plaanid. Modulaarsete reaktorite tehnoloogia on uuem ning need on mõeldud olema väiksemad ja ohutumad kui klassikalised reaktorid, ent ka need toodavad endiselt radioaktiivseid jäätmeid ja kasutavad reaktsioonis tuumade jagunemist.
Tuumajäätmeid ei teki ja katastroofiohtu pole
PPPLi eesmärk on luua uus reaktor, mis töötab tuumasünteesi põhimõttel. Kui seda tehnoloogiat on võimalik arendada ja skaleerida, võib see tuua kaasa puhta ja peaaegu piiramatu energiaga maailma. Tuumasüntees ei tooda toksilisi jäätmeid ja reaktori võimaliku avarii korral ei ole ohtu tuumakatastroofile.
Lisaks pole reaktori kütuseks vajalikke komponente võimalik muuta tuumarelva osadeks, nagu traditsioonilise, praegu levinud tuumaenergia tehnoloogiaga.
Kuigi see ei ole veel küps tehnoloogia ning ühtki püsivalt töötavat termotuumareaktorit pole õnnestunud seni ehitada, on sellele oma panuse teinud näiteks tehnoloogiainvestor ja Microsofti asutaja Bill Gates. Gatesi loodud fond Breakthrough Energy on investeerinud erasektori ettevõttesse Type One Energy, mis tegeleb samuti just sellise stellaratori-tüüpi tuumasünteesireaktori ehitamisega.
Laual olev seade siiski veel ei tööta
PPPLi «lauareaktor» pole veel samuti töövõimeline, et pidevalt piiramatul hulgal tuumasünteesist energiat toota. Töötava tuumasünteesi põhine tulevik on endiselt kaugel. USA valitsus teeb praegu koostööd Type One’iga, et ehitada esimene stellaratori tüüpi tuumasünteesijaam Tennessees. See ainulaadne ehitis valmib kõige varem aastal 2029 ning ei hakka veel tootma energiat müügiks, vaid katsetusteks.
/nginx/o/2024/10/31/16457343t1hed0e.png)
«Tennessee jaam võimaldab meil kõrvaldada viimased riskid ja kinnitada tuumasünteesi pilootjaama peamised omadused, mida praegu projekteerime. Kui disainilahenduse esimesed katsetused on läbitud, alustame pilootjaama ehitust, et lõpuks tuua sünteesielektronid elektrivõrku,» selgitas Type One'i tegevjuht Chris Mowry IEEE Spectrumile.
Kui kõik sujub plaanipäraselt, võime peagi elada maailmas, kus 3D-prinditud tuumasünteesireaktor köögilaual või kuuris aitab päästa tulevikku. Praegu aga peame leppima tuumajagunemisel põhineva energiaga ja selle radioaktiivsete tagajärgedega.