Tulevaisuuden ennustetuista teknologioista kumouksellisimpia on fuusioenergia, joka toimiessaan takaisi ihmiskunnalle ehtymättömän lähteen saasteetonta energiaa.

Tutkijat ovat jo vuosikymmenten ajan yrittäneet luoda fuusioreaktoria, joka tuottaisi enemmän sähköä kuin sen pyörittäminen kuluttaisi.

Läpimurtoa on kuitenkin saatu odottaa vuodesta toiseen. Kuluneen vitsin mukaan fuusioenergia onkin aina 30 vuoden päässä.

”Nyt tämä vitsi loppuu”, lupailee MIT:n tutkimusvarajohtaja Maria T. Zuber Boston Globe -sanomalehdessä julkaistussa mielipidekirjoituksessa.

Massachusettsin MIT-yliopiston tutkijat testaavat yhteistyössä startup-yritys Commonwealth Fusion Systemsin kanssa uudenlaista fuusioreaktoria, jolla tuotettavaa energiaa lupaillaan osaksi sähköverkkoa jo 15 vuoden sisällä.

Fuusioenergian tuotanto perustuu samaan ilmiöön, joka pitää tähdet palamassa. Valtavissa lämpötiloissa tapahtuvat fuusioreaktiot ovat luoneet lähes kaikki vetyä raskaammat alkuaineet maailmankaikkeudessa.

Fuusioreaktiossa kevyemmät alkuaineet yhdistyvät raskaammiksi. Tämä reaktio vapauttaa valtavat määrät säteilevää energiaa.

Polttoaineekseen mahdollinen fuusioreaktori tarvitsee vain vetyä, joka ei maailmasta lopu kesken. Hallitun fuusioreaktion aikaansaanti reaktorissa on kuitenkin vaikeaa fuusion vaatiman lämpötilan takia.

Energiaa tuottava fuusio käynnistyy reaktorissa vasta satojen miljoonien celsiusasteiden lämpötiloissa. Tällaiset lämpötilat voidaan saavuttaa vain plasmassa, jota pidetään paikallaan sähkömagneettisilla kentillä.

Fuusion luominen ja ylläpito reaktorin sisällä syö niin valtavat määrät energiaa, että toistaiseksi ei ole onnistuttu luomaan reaktoria, joka tuottaisi enemmän energiaa kuin kuluttaa. Tähän tutkijat lupaavat muutosta.

”MIT:n tutkijat ovat suunnitelleet uuden tavan käyttää korkean lämpötilan suprajohteita tuottamaan magneettikenttiä, jotka pitävät sisällään kuuman plasman”, Zuber kuvailee uutta reaktoria.

”Tämä mahdollistaa energiaa tuottavan laitteen, joka on paljon aikaisempia pienempi.”

Paperilla SPARC tuottaa noin kaksi kertaa enemmän energiaa kuin se kuluttaa plasman lämmittämiseen.

MIT:n kanssa yhteistyötä tekevän CFS-yhtiön perustivat entiset MIT:n tutkijat ja opiskelijat. Yhtiö on kerännyt menetelmänsä kehittämiseen kymmeniä miljoonia rahoitusta Euroopasta ja Yhdysvalloista.

Yhtiön ja MIT:n tutkijat aikovat rakentaa kokeellisen reaktorin nimeltä SPARC, jonka luvataan ensimmäistä kertaa tuottavan luotettavasti enemmän energiaa kuin se kuluttaa.

Testireaktorin arvellaan tuottavan energiaa 2020-luvun puoliväliin mennessä. Paperilla SPARC tuottaa noin kaksi kertaa enemmän energiaa kuin se kuluttaa plasman lämmittämiseen.

Jos tässä onnistutaan käytännössä, kyseessä on ensimmäinen nettoenergiaa tuottava fuusioreaktori.

Tutkijat uskovat, että teknologia valmistuu energiateollisuuden tarpeisiin reilun vuosikymmenen sisällä. Sähköverkossa nähtäisiin fuusioenergiaa siis jo 2030-luvulla.

MIT:n hanke ei ole ainoa laatuaan. SPARC:in merkittävin kilpailija on Ranskan ITER-testireaktori, jonka arvellaan tuottavan fuusioenergiaa plasmasta vuoteen 2035 mennessä. Kilpailu on tutkijoiden mukaan hyväksi kaikille.

”Tämä on hyvä asia. Fuusio on niin haastava pulma, että siihen tulee hakea ratkaisua useammasta kuin yhdestä suunnitelmasta”, Zuber kirjoittaa.

”Jos jompikumpi näistä hankkeista onnistuu saavuttamaan skaalautuvan fuusioenergian tuotannon, se hyödyttää meitä kaikkia ja tämän planeetan pitkän aikavälin hyvinvointia.”

SPARC:in arvioidaan tuottavan energiaa vain viidenneksen siitä, mihin ITER-reaktori kykenee, mutta MIT:n laite on kooltaan vain murto-osa ranskalaisesta laitteesta.

MIT:n tutkijat uskovatkin, että heidän teknologiansa on helpommin sovitettavissa yhteen olemassa olevien energiaverkkojen kanssa.

SPARC-reaktorin kokeesta tiedotettiin MIT:n kotisivuilla.