Maailma suurim tuumasünteesireaktor alustab tööd oodatust veelgi hiljem | Tehnika

In the heart of Estonia, a groundbreaking moment is about to unfold. The world’s largest nuclear fusion reactor, a revolutionary project that has been years in the making, is finally set to begin operations. This monumental achievement marks a significant milestone in the pursuit of clean and sustainable energy. As the reactor comes online, it’s expected to produce a whopping 500 megawatts of electricity, enough to power a small city. The implications are enormous, with the potential to transform the global energy landscape and pave the way for a more sustainable future.

Ligi 26 miljardit eurot maksma läinud maailma suurim tuumasünteesi reaktor ehk ITER sai lõpuks füüsiliselt valmis. Töötamas saab Prantsusmaal paiknevat hiidreaktorit näha kõige varem aga alles 2039. aastal ehk planeeritust veel viis aastat hiljem, teatasid projektiga seotud teadlased.

Rahvusvahelise tuumasünteesienergia projekti reaktor ehk ITER koosneb 19 hiigelsuurest magnetpoolist, mis moodustavad üheskoos suure rõngasmagneti. Algselt plaaniti reaktorit esimest korda täies mahus katsetada 2020. aastal. Nüüd ütlevad teadlased, et enne 2039. aastat esimest katset oodata pole, vahendab Live Sicence.

Täiendav viivitus tähendab, et nn tähtede energiaallikas jõuab kliimakriisi leevendamiseks argikasutusse ilmselt liiga hilja. ITER-is tehtavad katsed oleksid mänginud võtmerolli esimeste tuumasünteesil põhinevate elektrijaamade ehitamisel.

Projekti peadirektor Pietro Barabaschi põhjendas pressikonverentsil, et viivitus on tingitud tootmisvigadest, koroonapandeemiast ja tõigast, et reaktor on esimene omataoline. Barabaschi möönis samas, et viivitus pole samm õiges suunas. Tema hinnangul pole enam inimkonna ees seisvate probleemide suurusega arvestades kohane oodata, et neile pakub lahendust tuumasüntees.

Käitlemiseks liiga kuum

Maailma suurim tuumasünteesi reaktor valmib 35 riigi koostöös. Oma panuse reaktori ehitamisse on andnud kõik Euroopa Liidu liikmesriigid, Venemaa, Hiina, India ja USA. Ehkki selle loomisest unistati juba 1980. aastatel, algas projekt ametlikult 2006. aastal. Reaktori ehitamisega tehti algust 2010. aastal. 

Hiidreaktor sisaldab muu hulgas maailma võimsaimat magnetit. See tähendab, et ITER-iga on võimalik tekitada magnetvälja, mis on Maad ümbritsevast väljast 280 000 korda tugevam. Reaktori suurel võimekusel on samavõrra kopsakas hind. Algselt eeldati, et masin läheb maksma umbes 4,6 miljardit eurot ja reaktor õnnestub esimest korda tööle panna juba 2020. aastal. 

Nüüdseks on esimest katsetust korduvalt edasi lükatud. ITER-i projekti eelarve ületab juba 20 miljardi euro piiri ja lisakulusid hinnatakse veel 4,6 miljardi euro ringi. Ettenägematud lisakulud ja viivitused lükkavad katsetuse veel 15 aasta taha.

Teadlased on tuumasünteesil vallanduva energia kasutuselevõtu nimel pingutanud juba üle 70 aasta. Tuumasünteesi näol on tegu sama protsessiga, mille tõttu säravad tähed nagu Päike. Selle käigus liituvad tähtede sisemuses vesiniku aatomid, muutes need äärmuslikult kõrge rõhu ja temperatuuri käes heeliumiks. Vallanduv energia vabaneb valguse ja soojusena. Teisisõnu saaks toota tohutus koguses energiat ilma, et erituks kasvuhoonegaase või pika elueaga radioaktiivseid jääke.

Tähtede sisemuses valitsevate tingimuste jäljendamine pole aga lihtne töö. Suurem osa seni ehitatud tuumasünteesireaktoritest järgivad tokamaki põhiplaani ehk plasmat lõksustatakse sõõrikukujulise magneti abil. Magnet ajab plasma seda kokku pressides ülimalt kuumaks ja sulgeb selle siis rõngakujulisse tugevate magnetväljadega reaktorikambrisse.

Enim peavalu valmistab protsessi juures see, kuidas hoida mäslevaid ja ülikuumi plasmakeerde paigal piisavalt kaua, et algatada tuumasüntees. Esimese tokamaki kavandas Nõukogude Liidu teadlane Natan Javlinski juba 1958. aastal. Ometi pole aastakümnete jooksul suutnud ükski teadlasrühm ehitada seadet, mis vabastaks rohkem energiat, kui selles toimunud tuumasünteesi käigus vallandus.

Peamised raskused seostuvad ülikuuma plasma käitlemisega. Maistes tingimuses tuleb kütta plasmat väiksema rõhu tõttu märksa kõrgema temperatuurini, kui valitseb Päikese tuumas. Seal küündib temperatuur 15 miljoni °C-ni. Samas on rõhk Päikese sees umbes 340 korda suurem kui õhurõhk Maal merepinna kõrgusel. 

Plasmat samavõrd kuumaks ajada on suhteliselt lihtne, kuid kuuma ainet ohjes hoida juba keerulisem. Tõrgete korral söövitab plasma reaktori seina augu ja võib rikkuda sellega terve reaktori. Praegu püütakse plasmat kontrolli all hoida laserite või ülitugevate magnetväljade abil.

As Estonia eagerly waits for the world’s largest nuclear reactor, the International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER), to start operating, it’s clear that this groundbreaking project will have a profound impact on the world’s energy landscape. With a predicted capacity to generate 500 MW of electricity, ITER will be a major step towards a low-carbon future. While the delay in its activation is disappointing, Estonia remains committed to its role in this historic endeavour, leveraging its expertise in nuclear engineering to contribute to a safer and more sustainable energy future.