Käynnissä ja rakenteilla olevat fuusiokoereaktorit

Abstract

Tämä kandidaatintyö käsittelee nykyisiä ja rakenteilla olevia fuusiokoereaktoreita. Työssä selvitetään, missä reaktoreita on ja minkä tyyppisiä ne ovat. Reaktoreista selvitetään erikseen toimintaperiaatteet, rakenteet, omistavat tahot, pääparametrit, tavoitteet ja saavutukset. Työn lopussa esitellään vertailu fuusioreaktorien ja fissioon perustuvien kevytvesireaktorien välillä. Tunnetuin fuusiokoereaktori-tyyppi on magneettiseen koossapitoon perustuva tokamak. Tokamak on geometrialtaan melko yksinkertainen toruksen muotoinen reaktori. Toinen geometrialtaan monimutkaisempi nykyään kiinnostavuudeltaan kasvussa oleva reaktorityyppi on stellaraattori. Kansainvälisimpiä fuusioprojekteja ovat tokamakiin perustuvat ITER ja JET –fuusiokoereaktorit. Huomioon työssä otetaan myös muita plasman koossa pitämiseen tarkoitettuja reaktorityyppejä, kuten Wendelstein 7-X –stellaraattori. Yksikään nykyinen reaktori ei pyri tuottamaan energiaa kaupallisesti, vaan lähinnä edistämään fuusiotutkimusta ja keräämään tutkimustietoa seuraavan sukupolven fuusioreaktoreita varten. Fuusiota vertailtaessa nykyisiin kevytvesireaktoreihin, tulee esille ensimmäisenä fuusion tuomat hyödyt. Onnistuessaan fuusio tuo markkinoille vähäpäästöisen energiaratkaisun suurilla polttoainereserveillä. Fuusioitumisen jälkituotteina syntyvä jäte voidaan käsitellä uudelleen ja kierrättää polttoaineeksi nykyisiä fissioon perustuvia ydinreaktoreita huomattavasti tehokkaammin lähes mitätöiden fuusion tuottamat jätemäärät. Fuusioon liittyvät suuret lupaukset ovat kuitenkin vielä vuosikymmenten päässä. Nykyisenkaltaiseen energiankulutuksen kasvuun ei fuusiolla ole ratkaisua vielä pitkään aikaan.