Fuusioteknologian nykytila ja tulevaisuus

Jukka Heikkinen, Seppo Karttunen, Mikko Alava, Timo Pättikangas, Rainer Salomaa

Research output: Book/ReportReport

Abstract

Fuusioenergiatutkimuksessa on viime vuosina tapahtunut ratkaisevia edistysaskeleita. Fuusioreaktioiden vaatima korkea yli 100 miljoonan asteen lämpötila saavutetaan lähes rutiininomaisesti ja kuuman polttoaineplasman koossapito on olennaisesti ratkaistu tokamak-tyyppisissä koereaktoreissa. Nykyisillä suurilla tokamakeilla tullaan kokeilemaan 90-luvulla myös deuterium-tritiumpolttoaineen käyttöä. Terminen fuusioteho purkauksen aikana tulee tällöin olemaan kymmeniä megawatteja, mikä vastaa plasman kuumentamiseen kuluvaa tehoa. Suunnitteilla olevat seuraavan polven koereaktorit rakennetaan todennäköisesti kansainvälisenä yhteistyönä. Dimensioiltaan ne ovat noin kaksinkertaiset nykyisiin tokamakeihin verrattuna, mutta niiden terminen fuusioteho olisi gigawatin tuntumassa. Euroopan yhteisöllä on omat suunnitelmansa, mutta viime vuosina on tutkittu myös koko maailman kattavan yhteistyön mahdollisuutta. Tähän IAEA:n alaisuudessa tehtävään suunnittelutyöhön osallistuvat Eurooppa, Japani, Neuvostoliitto ja Yhdysvallat. Parhaimmassa tapauksessa kyseisten koereaktorien valmistuminen ajoittuu vuosituhannen vaihteeseen. Vaikka tieteellisesti fuusioenergian toteutettavuus on osoitettu, edessä on lukuisia teknisiä ongelmia. Niiden ratkaiseminen tokamak-tyyppisissä koe- ja demonstraatioreaktoreissa tulee viemään vuosikymmeniä, joten kaupallinen fuusioenergian tuotto voi tuskin alkaa ennen 2030-lukna. Aikataulu voi nopeutua ainoastaan koossapitotekniikan läpimurroilla, jos ne johtavat nykyisiä selvästi pienempiin ja joustavampiin koereaktoreihin.
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages86
ISBN (Print)951-38-3696-7
Publication statusPublished - 1990
MoE publication typeNot Eligible

Publication series

SeriesValtion teknillinen tutkimuskeskus. Tiedotteita
Number1127
ISSN0358-5085

Keywords

  • thermonuclear reactions
  • fusion
  • Tokamak devices
  • test reactors
  • development
  • superconducting magnets
  • heating
  • materials research

Cite this

Heikkinen, J., Karttunen, S., Alava, M., Pättikangas, T., & Salomaa, R. (1990). Fuusioteknologian nykytila ja tulevaisuus. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tiedotteita, No. 1127
Heikkinen, Jukka ; Karttunen, Seppo ; Alava, Mikko ; Pättikangas, Timo ; Salomaa, Rainer. / Fuusioteknologian nykytila ja tulevaisuus. Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1990. 86 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tiedotteita; No. 1127).
@book{8d4d72da5b574e3ba81fbc894062f752,
title = "Fuusioteknologian nykytila ja tulevaisuus",
abstract = "Fuusioenergiatutkimuksessa on viime vuosina tapahtunut ratkaisevia edistysaskeleita. Fuusioreaktioiden vaatima korkea yli 100 miljoonan asteen l{\"a}mp{\"o}tila saavutetaan l{\"a}hes rutiininomaisesti ja kuuman polttoaineplasman koossapito on olennaisesti ratkaistu tokamak-tyyppisiss{\"a} koereaktoreissa. Nykyisill{\"a} suurilla tokamakeilla tullaan kokeilemaan 90-luvulla my{\"o}s deuterium-tritiumpolttoaineen k{\"a}ytt{\"o}{\"a}. Terminen fuusioteho purkauksen aikana tulee t{\"a}ll{\"o}in olemaan kymmeni{\"a} megawatteja, mik{\"a} vastaa plasman kuumentamiseen kuluvaa tehoa. Suunnitteilla olevat seuraavan polven koereaktorit rakennetaan todenn{\"a}k{\"o}isesti kansainv{\"a}lisen{\"a} yhteisty{\"o}n{\"a}. Dimensioiltaan ne ovat noin kaksinkertaiset nykyisiin tokamakeihin verrattuna, mutta niiden terminen fuusioteho olisi gigawatin tuntumassa. Euroopan yhteis{\"o}ll{\"a} on omat suunnitelmansa, mutta viime vuosina on tutkittu my{\"o}s koko maailman kattavan yhteisty{\"o}n mahdollisuutta. T{\"a}h{\"a}n IAEA:n alaisuudessa teht{\"a}v{\"a}{\"a}n suunnitteluty{\"o}h{\"o}n osallistuvat Eurooppa, Japani, Neuvostoliitto ja Yhdysvallat. Parhaimmassa tapauksessa kyseisten koereaktorien valmistuminen ajoittuu vuosituhannen vaihteeseen. Vaikka tieteellisesti fuusioenergian toteutettavuus on osoitettu, edess{\"a} on lukuisia teknisi{\"a} ongelmia. Niiden ratkaiseminen tokamak-tyyppisiss{\"a} koe- ja demonstraatioreaktoreissa tulee viem{\"a}{\"a}n vuosikymmeni{\"a}, joten kaupallinen fuusioenergian tuotto voi tuskin alkaa ennen 2030-lukna. Aikataulu voi nopeutua ainoastaan koossapitotekniikan l{\"a}pimurroilla, jos ne johtavat nykyisi{\"a} selv{\"a}sti pienempiin ja joustavampiin koereaktoreihin.",
keywords = "thermonuclear reactions, fusion, Tokamak devices, test reactors, development, superconducting magnets, heating, materials research",
author = "Jukka Heikkinen and Seppo Karttunen and Mikko Alava and Timo P{\"a}ttikangas and Rainer Salomaa",
year = "1990",
language = "Finnish",
isbn = "951-38-3696-7",
series = "Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tiedotteita",
publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
number = "1127",
address = "Finland",

}

Heikkinen, J, Karttunen, S, Alava, M, Pättikangas, T & Salomaa, R 1990, Fuusioteknologian nykytila ja tulevaisuus. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tiedotteita, no. 1127, VTT Technical Research Centre of Finland, Espoo.

Fuusioteknologian nykytila ja tulevaisuus. / Heikkinen, Jukka; Karttunen, Seppo; Alava, Mikko; Pättikangas, Timo; Salomaa, Rainer.

Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1990. 86 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tiedotteita; No. 1127).

Research output: Book/ReportReport

TY - BOOK

T1 - Fuusioteknologian nykytila ja tulevaisuus

AU - Heikkinen, Jukka

AU - Karttunen, Seppo

AU - Alava, Mikko

AU - Pättikangas, Timo

AU - Salomaa, Rainer

PY - 1990

Y1 - 1990

N2 - Fuusioenergiatutkimuksessa on viime vuosina tapahtunut ratkaisevia edistysaskeleita. Fuusioreaktioiden vaatima korkea yli 100 miljoonan asteen lämpötila saavutetaan lähes rutiininomaisesti ja kuuman polttoaineplasman koossapito on olennaisesti ratkaistu tokamak-tyyppisissä koereaktoreissa. Nykyisillä suurilla tokamakeilla tullaan kokeilemaan 90-luvulla myös deuterium-tritiumpolttoaineen käyttöä. Terminen fuusioteho purkauksen aikana tulee tällöin olemaan kymmeniä megawatteja, mikä vastaa plasman kuumentamiseen kuluvaa tehoa. Suunnitteilla olevat seuraavan polven koereaktorit rakennetaan todennäköisesti kansainvälisenä yhteistyönä. Dimensioiltaan ne ovat noin kaksinkertaiset nykyisiin tokamakeihin verrattuna, mutta niiden terminen fuusioteho olisi gigawatin tuntumassa. Euroopan yhteisöllä on omat suunnitelmansa, mutta viime vuosina on tutkittu myös koko maailman kattavan yhteistyön mahdollisuutta. Tähän IAEA:n alaisuudessa tehtävään suunnittelutyöhön osallistuvat Eurooppa, Japani, Neuvostoliitto ja Yhdysvallat. Parhaimmassa tapauksessa kyseisten koereaktorien valmistuminen ajoittuu vuosituhannen vaihteeseen. Vaikka tieteellisesti fuusioenergian toteutettavuus on osoitettu, edessä on lukuisia teknisiä ongelmia. Niiden ratkaiseminen tokamak-tyyppisissä koe- ja demonstraatioreaktoreissa tulee viemään vuosikymmeniä, joten kaupallinen fuusioenergian tuotto voi tuskin alkaa ennen 2030-lukna. Aikataulu voi nopeutua ainoastaan koossapitotekniikan läpimurroilla, jos ne johtavat nykyisiä selvästi pienempiin ja joustavampiin koereaktoreihin.

AB - Fuusioenergiatutkimuksessa on viime vuosina tapahtunut ratkaisevia edistysaskeleita. Fuusioreaktioiden vaatima korkea yli 100 miljoonan asteen lämpötila saavutetaan lähes rutiininomaisesti ja kuuman polttoaineplasman koossapito on olennaisesti ratkaistu tokamak-tyyppisissä koereaktoreissa. Nykyisillä suurilla tokamakeilla tullaan kokeilemaan 90-luvulla myös deuterium-tritiumpolttoaineen käyttöä. Terminen fuusioteho purkauksen aikana tulee tällöin olemaan kymmeniä megawatteja, mikä vastaa plasman kuumentamiseen kuluvaa tehoa. Suunnitteilla olevat seuraavan polven koereaktorit rakennetaan todennäköisesti kansainvälisenä yhteistyönä. Dimensioiltaan ne ovat noin kaksinkertaiset nykyisiin tokamakeihin verrattuna, mutta niiden terminen fuusioteho olisi gigawatin tuntumassa. Euroopan yhteisöllä on omat suunnitelmansa, mutta viime vuosina on tutkittu myös koko maailman kattavan yhteistyön mahdollisuutta. Tähän IAEA:n alaisuudessa tehtävään suunnittelutyöhön osallistuvat Eurooppa, Japani, Neuvostoliitto ja Yhdysvallat. Parhaimmassa tapauksessa kyseisten koereaktorien valmistuminen ajoittuu vuosituhannen vaihteeseen. Vaikka tieteellisesti fuusioenergian toteutettavuus on osoitettu, edessä on lukuisia teknisiä ongelmia. Niiden ratkaiseminen tokamak-tyyppisissä koe- ja demonstraatioreaktoreissa tulee viemään vuosikymmeniä, joten kaupallinen fuusioenergian tuotto voi tuskin alkaa ennen 2030-lukna. Aikataulu voi nopeutua ainoastaan koossapitotekniikan läpimurroilla, jos ne johtavat nykyisiä selvästi pienempiin ja joustavampiin koereaktoreihin.

KW - thermonuclear reactions

KW - fusion

KW - Tokamak devices

KW - test reactors

KW - development

KW - superconducting magnets

KW - heating

KW - materials research

M3 - Report

SN - 951-38-3696-7

T3 - Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tiedotteita

BT - Fuusioteknologian nykytila ja tulevaisuus

PB - VTT Technical Research Centre of Finland

CY - Espoo

ER -

Heikkinen J, Karttunen S, Alava M, Pättikangas T, Salomaa R. Fuusioteknologian nykytila ja tulevaisuus. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland, 1990. 86 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tiedotteita; No. 1127).