Loputtoman energian tuottaminen ilman päästöjä vain räjäyttämällä vetyatomeja yhdessä on ollut jo vuosikymmenien ajan putkiunelma. Nyt tutkijat saattavat olla saavuttamassa pienen askeleen lähempänä toteutettavissa olevaa fuusiovoimaa futuristisen kokeen ja kymmenien plasma-aseiden ansiosta.
Koneessa on kahdeksantoista 36: sta plasmapistoolista, jotka saattavat tehdä fuusiovoimasta todellisuutta. Nämä aseet ovat avaintekijöitä Los Alamosin kansallisen laboratorion plasman linjakokeessa (PLX), joka käyttää uutta lähestymistapaa ongelmaan. Jos se toimii, PLX yhdistää kaksi olemassa olevaa menetelmää yhden protonin vetyatomien puristamiseksi yhteen muodostamaan kaksi protonin heliumatomia. Tämä prosessi tuottaa valtavia määriä energiaa polttoainetta kohti, paljon enemmän kuin raskaiden atomien jakaminen (fissio). Toivomme, että PLX: n edelläkävijämenetelmä opettaa tutkijoita luomaan tuon energian tarpeeksi tehokkaasti, jotta se olisi hyödyllinen tosielämässä.
Fuusion lupaus on, että se tuottaa tonnia energiaa. Aina kun kaksi vetyatomia sulautuu heeliumiksi, pieni osa niiden aineesta muuttuu kokonaisuudeksi energiaa.
Fuusio-ongelmana on, että kukaan ei ole keksinyt, miten tuo energia tuottaa hyödyllisellä tavalla.
Periaatteet ovat riittävän yksinkertaisia, mutta toteutus on haaste. Tällä hetkellä maailmassa on paljon vetyfuusiopommeja, jotka voivat vapauttaa kaiken energiansa hetkessä ja tuhota itsensä (ja kaiken muun mailia kohti). Satunnainen lapsi onnistuu jopa rakentamaan pienen tehottoman fuusioreaktorin leikkihuoneeseensa. Mutta olemassa olevat fuusioreaktorit imevät enemmän energiaa kuin ne tuottavat. Kukaan ei ole vielä onnistunut luomaan hallittua, jatkuvaa fuusioreaktiota, joka roiskuttaa enemmän energiaa kuin mitä reaktion muodostava ja sisältävä kone kuluttaa.
Ensimmäistä kahdesta PLX-yhdistelmämenetelmästä kutsutaan magneettiseksi sulkemiseksi. Tätä käytetään fuusioreaktoreissa, nimeltään tokamaks, jotka käyttävät voimakkaita magneetteja suspendoimaan koneen sisällä sulavien atomien ylikuumennettu, erittäin tiheä plasma siten, että se jatkaa sulautumista ja ei pakene. Suurin näistä on ITER, 25 000 tonnin (23 000 tonnin) kone Ranskassa. Projektissa on kuitenkin ollut viivästyksiä ja kustannusten ylityksiä, ja jopa optimististen ennusteiden mukaan se ei ole valmis vasta 2050-luvulla, kuten BBC kertoi vuonna 2017.
Toista lähestymistapaa kutsutaan inertiaaliseksi rajoitukseksi. Lawrence Livermore National Laboratoryssa, toisessa energialaitoksen laitoksessa, on kone, nimeltään National Ignition Facility (NIF), joka vie tämän reitin fuusioon. NIF on periaatteessa erittäin suuri järjestelmä erittäin voimakkaiden lasereiden ampumiseen pienissä vetyä sisältävissä polttokennoissa. Kun laserit osuvat polttoaineeseen, vety kuumenee ja sulautuu polttokennoon jääneeksi. NIF on toiminnassa, mutta se ei tuota enemmän energiaa kuin käyttää.
PLX on American Physical Society (APS): n lausunnon mukaan hiukan erilainen kuin jompikumpi näistä kahdesta. Se käyttää magneetteja vedyn pitämiseen, kuten tokamaki. Mutta tuo vety saatetaan sulamislämpötiloihin ja -paineisiin kuumien plasmasuihkujen avulla, jotka ammutaan laitteen pallomaisen kammion ympärille asetetuista pistooleista ja käyttävät aseita NIF: n käyttämien lasereiden sijasta.
PLX-hanketta johtavat fyysikot ovat tehneet joitain varhaisia kokeita käyttämällä APS: n mukaan jo asennettua 18 aseta. Nämä kokeet ovat tarjonneet tutkijoille varhaista tietoa siitä, kuinka plasmasuihkut käyttäytyvät törmääessään koneen sisäpuolelle. Tutkijat esittelivät nämä tiedot eilen (21. lokakuuta) plasmafysiikan APS-osaston vuosikokouksessa Fort Lauderdalessa, Floridassa. Tämä tieto on tärkeä, tutkijat sanoivat, koska on olemassa ristiriitaisia teoreettisia malleja siitä, kuinka plasma käyttäytyy tällaisissa törmäyksissä törmääessään.
Los Alamos kertoi, että ryhmä toivoo asentavansa jäljellä olevat 18 aseet vuoden 2020 alkupuolella ja tekevän kokeita käyttämällä koko 36-plasma-aseakkua vuoden loppuun mennessä.
