torstai 16. lokakuuta 2014

Vihdoinkin fuusioenergiaa (?)

Olisikohan tässä nyt mahtavin tiedeuutinen vuosikymmeniin? Yhdysvalloissa Lockheed Martin - yhtiö ilmoittaa ratkaisseensa käytännön fuusioreaktorin ongelmat (ks. tiedote). Mikä ihmeellisintä, he aikovat demonstroida periaatetta vuoden sisällä - ja rakentaa toimivan prototyypin viidessä vuodessa. Mikä vielä ihmeellisempää, prototyyppireaktori on pienikokoinen, luokkaa metri kertaa kolme metriä - kun nykyisissä kokeissa on päädytty kasvattamaan reaktorin kokoa riittävän plasmatiheyden saavuttamiseksi. ITER- koereaktorissa reaktorin halkaisija on kymmeniä metrejä. 

Katsotaanpa asiaa hieman tarkemmin. Fuusiovoimalan idea on yhtä vanha kuin ydinvoiman, ja sitä on kehitetty 1950- luvulta alkaen. Alkuaan siihen suhtauduttiin optimistisesti. Mutta käytännön toteutus on osoittautunut suunnattoman vaikeaksi. Nyt rakennetaan Etelä-Ranskaan kansainvälistä ITER- koereaktoria. Laitos on varsin mittava, ja sen kustannukset ovat luokkaa 10 miljardia euroa. Laitoksen suunnitellaan tuottavan fuusiovoimaa 400 MW teholla ainakin 8 minuutin pituisina pulsseina.

Fuusiovoimalan lupaavimmaksi polttoaineeksi (helpoiten syttyväksi) on havaittu deuterium-tritium seos (vedyn isotooppeja, joita maapallolla on saatavissa täysin riittävästi). Reaktoria pyritään käytännössä toteuttamaan kahdella periaatteella. Plasma (kuuma ionisoitunut deuterium-tritiumseos) voidaan kuumentaa fuusiolämpötilaan nopealla laserpulssilla. Tai sitten plasma pidetään koossa sähkö- tai magneettikenttien avulla. Siihen tuodaan ulkoista kuumennusenergiaa, kunnes fuusio alkaa ja plasma palaa itsestään. Tällaisia laitteita ovat stellaraattori ja tokamak. Tokamakia (toroidi kammio, magneettinen koossapito) pidetään lupaavimpana. Andrei Saharov ja Igor Tamm keksivät tokamakin vuonna 1951 Neuvostoliitossa, ja sellainen on myös ITERin sydämenä. Stellaraattoria tunnetaan huonommin, ja se on teknisesti mutkikkaampi.

Lockheedin tavoite on kehittää pieni reaktori, aluksi sotalaivoihin ja sukellusveneisiin. Vaikka yhtiön sivuilla ei ole riittävää tietoa hankkeen arviointiin (uutisessa vain viitataan patenttihakemuksiin), he kertovat kuitenkin, että se perustuu deuterium-tritium reaktioon ja magneettiseen koossapitoon. Uutisoinnissa esitetyistä kuvista päätellen laite voisi olla stellaraattori, tai sitten kuvilla ei ole mitään tekemistä aiheen kanssa.

Joka tapauksessa Lockheed-Martinin tiedote on lähes uskomaton. Se edellyttäisi ainutlaatuisen radikaalia tieteellistä läpimurtoa. Ei asia toki ihan mahdottomalta tunnu, koska reaktorin vaatima teoria - plasman käyttäytyminen ja dynamiikkaa äärimmäisissä lämpötiloissa - tuskin on läheskään loppuun tutkittu. Mutta moni asia askarruttaa. Yhtiön julkaisema video ja koko juttu muistuttaa kovin epäilyttävästi aiheesta vuosia sitten tehtyä Hollywood elokuvaa, jonka olen nähnyt.

Joten on kolme mahdollisuutta. 1. Uutinen on totta, ja reaktori saadaan aikaan, mahdollisesti huomattavasti myöhässä ilmoitetusta aikataulusta. 2. Uutinen on tietoinen huijaus (mutta miksi?). 3. Uutinen on ankka, samaan tapaan kuin vuosien takainen uutinen kylmäfuusioreaktiosta. Annan jokaisen vaihtoehdon todennäköisyydeksi 1/3.

On myös eräs selitys. Hanketta vetää Lockheedin ”Skunk works”- osasto, joka on vienyt läpi useita haastavia teknologiaprojekteja. Tällainen eristetty ja kulttuuriltaan omaleimainen ryhmä on tunnetusti altis kollektiivisille harhoille. Tieteen historiassa on useitakin tällaisia esimerkkejä.