Steven Cowley: Fuusio on energian tulevaisuus

Avainkysymys on: "Milloin fuusio tulee käyttöömme?" Olemme tienneet fuusiosta jo pitkään. Jo 1920, kun Sir Arthur Stanley Eddington ja British Association for the Advancement of Science otaksuivat, että se on syy auringon valaisuvoimaan.

Olen aina ollut huolissani resursseista. En tiedä teistä, mutta kun äitini antoi minulle ruokaa, erotin ruoan osiin, joista en pitänyt, ja niihin, joista pidin. Söin ensin inhokit, koska halusin säilyttää ne, joista pidin. Lapsena on aina huolissaan resursseista. Kerran minulle selitettiin, miten nopeasti käytämme maapallon luonnonvaroja. Järkytyin suuresti, suunnilleen yhtä paljon kuin silloin, kun tajusin, että aurinko nielee maapallon noin viiden miljardin vuoden päästä. Isoja tapahtumia elämässäni, outo lapsi. (Naurua)

Energia on tällä hetkellä luonnonvarojen varassa. Mailla, jotka tahkoavat rahaa energialla, on jotain maan alla. Hiileen perustuva teollinen vallankumous tässä maassa -- öljy, maakaasu, anteeksi. (Naurua) Maakaasu, olen varmaan ainoa ihminen, joka on iloinen, kun herra Putin kääntää kiinni kaasuhanat, koska budjettini kasvaa.

Meitä ohjailee tällä hetkellä kaikki nuo luonnonvarat, joita käytämme loppuun yhä nopeammin. Kun yritämme nostaa miljardeja ihmisiä köyhyydestä kolmannessa maailmassa, kehitysmaissa, käytämme energiaa yhä nopeammin. Ja nuo luonnonvarat katoavat. Tulevaisuudessa tulemme tekemään energiaa, emme luonnonvaroista, vaan tiedosta. Jos katsotaan 50 vuotta tulevaisuuteen, tulemme todennäköisesti tuottamaan energiaa jollain näistä kolmesta tavasta, tuulella, tai muilla tavoin, mutta nämä tulevat olemaan perusenergian tuottotavat.

Aurinkovoimalla se onnistuu, ja meidän tulee todella kehittää aurinkovoimaa. Mutta meidän tulee oppia paljon ennen kuin voimme tehdä aurinkovoimasta perusenergian lähteen koko maailmalle. Fissio. Hallituksemme aikoo rakentaa kuusi uutta ydinvoimalaa. Kuusi uutta ydinvoimalaa, ja luultavasti lisää sen jälkeen. Kiina rakentaa ydinvoimaloita. Kaikki rakentavat. Koska he tietävät, että se on yksi varma tapa tuottaa energiaa ilman hiilidioksidipäästöjä.

Mutta jos haluatte tietää, mikä on täydellinen energian lähde, täydellinen energian lähde on sellainen, joka ei vie paljon tilaa, jonka raaka-aine ei lopu käytännössä koskaan, joka on turvallista, ei tuota hiilidioksidipäästöjä, ei jätä jälkeensä pitkäikäistä radioaktiivista jätettä: se on fuusio. Mutta kuten aina, siinä on koukku. Fuusio on hyvin vaikea saada aikaan. Olemme yrittäneet sitä 50 vuotta.

Mitä on fuusio? Tässä tulee ydinfysiikkaa. Anteeksi, mutta tämä saa minut kiihottumaan. (Naurua) Olin outo lapsi. Ydinenergian syntymiselle on yksinkertainen syy. Kaikista stabiilein ydin on raudalla, keskellä jaksollista järjestelmää. Se on keskikokoinen ydin. Energiaa saadakseen on liikuttava rautaa kohti. Joten uraani, joka on todella iso, haluaa haljeta. Mutta pienet atomit haluavat liittyä yhteen, ne haluavat liittyä muodostamaan isompia ytimiä kohti rautaa.

Ja sillä tavoin saadaan ulos energiaa. Niin käy tähdissä. Tähtien keskellä vety yhtyy muodostaakseen heliumia, ja helium yhtyy hiileksi, hapeksi, kaikki alkuaineet, joista meidät on tehty, ovat syntyneet tähdissä. Mutta se on hankalaa, koska kuten tiedätte, tähdet ovat melko kuumia, suorastaan määritelmän mukaan. On yksi reaktio, joka on ehkä helpoin fuusioreaktio tuottaa. Se tapahtuu kahdella vedyn isotoopilla: deuterium, raskas vety, jota saa merivedestä, ja tritium, joka on superraskas vety.

Nämä kaksi ydintä, ollessaan kaukana toisistaan, ovat sähköisesti varattuja. Jos niitä työntää toisiaan kohti, ne hylkivät toisiaan. Mutta jos ne saa tarpeeksi lähelle, vahva vuorovaikutus alkaa vaikuttaa ja vetää ne yhteen. Suurimman osan aikaa ne hylkivät toisiaan. Ne saadaan yhä lähemmäs toisiaan, kunnes jossain vaiheessa vahva voima vetää ne yhteen. Hetkeksi muodostuu helium-5-ydin, koska siinä on viisi alkeishiukkasta.

Deuterium ja tritium yhtyy ja syntyy helium-5. Helium halkeaa, ja neutroni karkaa, ja sen lisäksi paljon energiaa. Jos saa lämpötilan noin 150 miljoonaan asteeseen, asiat alkavat täristä niin nopeasti, että joka kerta, kun ne törmäävät oikealla tavalla, tapahtuu niin ja vapautuu energiaa. Ja se energia ylläpitää fuusiota. Tähän reaktioon pyrimme.

Siinä on yksi hankaluus. Ensinnäkin, pitää saada aikaan 150 miljoonan asteen lämpötila, mutta reaktiossa on vielä yksi pulma. Se on melko kuuma. Pulma on se, että tritiumia ei esiinny luonnossa. Se täytyy tehdä. Sitä voi tehdä litiumista. Tuo reaktio alla, litium-6 plus neutroni, se antaa lisää heliumia plus tritiumia. Siten me teemme tritiumia. Onnekkaasti, jos voi tehdä fuusion, saa neutronin, joten se onnistuu.

Mutta miksi viitsimme tehdä tätä? Tässä se selitetään. Jos piirretään jäljellä olevan polttoaineen määrä nykyisen kulutuksen mukaan. Nähdään muutama kymmenen vuotta öljyä -- sininen viiva, on alin arvio olemassa olevista resursseista. Keltainen viiva on optimistisin arvio.

Tässä nähdään, että jäljellä on muutama kymmenen vuotta, ehkä 100 vuotta fossiilisia polttoaineita. Ja voi hyvä jumala, emme tosiaankaan halua niitä polttaa, koska siitä aiheutuisi hirveät hiilidioksidipäästöt. Siirrytään sitten uraaniin. Nykyisellä reaktoriteknologialla meillä ei oikeastaan ole kovin paljon uraania. Meidän täytyy erottaa uraania merivedestä tulevaisuudessa, mikä vastaa keltaista viivaa, jotta nykyiset ydinvoimalat voivat jatkaa toimintaansa. Se on yllättävää, koska hallituksemme luottaa siihen, että saavutamme Kioton sopimuksen rajat, ja teemme kaikenlaista sellaista.

Tarvittaisiin hyötöreaktoreita. Tarkemmin sanottuna nopeita hyötöreaktoreita. Ja se on aika vaarallista. Iso homma oikealla on luonnon litium. Litiumia on merivedessä. Se on keltainen viiva. Meillä on 30 miljoonan vuoden edestä fuusiopolttoainetta merivedessä. Se on kaikkien saatavilla. Siksi haluamme tehdä fuusiota. Onko se kilpailukykyinen hinnaltaan? Olemme arvioineet paljonko fuusiovoimalan tekeminen maksaisi. Ja päädymme suunnilleen samaan hintaan kuin nykyinen hinta sähkölle.

Miten me sen tekisimme? Meidän täytyy pitää jotain 150 miljoonassa asteessa. Itse asiassa, olemme tehneet sen. Teemme sen magneettikentällä. Aivan tämän toroidaalisen, munkkirinkilän muotoisen laitteen keskellä on 150 miljoonan asteen lämpötila. Se kiehuu keskellä 150 miljoonan asteen lämpötilassa. Saamme aikaan fuusion. Ja aivan tässä lähellä on tämä JET. Se on ainoa fuusiota aikaan saanut laite maailmassa.

Kun ihmiset sanovat, että fuusio on 30 vuoden päässä ja tulee aina olemaan, sanon: "Joo, mutta mehän olemme jo saaneet sen aikaan." Fuusio on mahdollista. Tämän laitteen keskellä teimme 16 megawattia fuusiovoimaa 1997. Vuonna 2013 aiomme käynnistää sen uudelleen ja rikkoa kaikki ennätykset. Mutta se ei ole todellista fuusiovoimaa. Saamme vain aikaan fuusioreaktion. Meidän täytyy tehdä siitä fuusioreaktori. Koska haluamme käyttää 30 miljoonaa vuotta fuusiovoimaa maapallolla. Tätä laitetta rakennamme parhaillaan.

Tämän tutkimuksen tekeminen on hyvin kallista. Osoittautuu, että fuusiota ei voi tehdä pienessä mittakaavassa huolimatta kaikesta siitä kylmäfuusiohuuhaasta. Onko selvä? Ei vaan voi. Se täytyy tehdä hyvin isossa laitteessa. Yli puolet maailman väestöstä on mukana tämän laitteen rakentamisessa Etelä-Ranskassa, mikä on mukava paikka kokeen rakentamiselle. Seitsemän maata on mukana rakentamassa tätä. Se tulee maksamaan 10 miljardia. Tulemme tuottamaan puoli gigawattia fuusiovoimaa. Mutta se ei ole vielä sähköä. Meidän täytyy päästä tähän. Meidän täytyy saada voimala. Meidän täytyy alkaa laittaa sähköä verkkoon tällä hyvin monimutkaisella teknologialla. Ja haluaisin, että se tapahtuisi nopeammin. Mutta tällä hetkellä, voimme kuvitella sen tapahtuvan 2030-luvulla.

Kunpa asiat olisivat toisin. Tarvitsemme sitä kipeästi. Meillä tulee olemaan energiaongelma seuraavan viiden vuoden aikana tässä maassa. Joten 2030 on kuin ikuisuuden päässä. Mutta emme voi hylätä sitä nyt; meidän täytyy jatkaa, saada aikaan fuusiota. Toivoisin, että meillä olisi enemmän rahaa ja resursseja. Mutta tähän tähtäämme, joskus 2030-luvulla, aitoa sähkövoimaa fuusiosta. Kiitos erittäin paljon. (Aplodeja)