Eurooppalainen fyysikkoseura palkitsi Aallossa tehdyn ydinfuusiotutkimuksen parhaana väitöskirjana
Nykyinen ydinvoimalatekniikka perustuu fissiolle, jonka energiantuotannon mukana syntyy pitkäikäistä ja vaarallista ydinjätettä. Ydinfuusio on sen vastapuoli, joka tuottaa yhtä paljon päästötöntä energiaa mutta vähemmän ja lyhytikäisempää ydinjätettä. Siksi tutkijat ovat jo vuosikymmeniä yrittäneet rakentaa ydinfuusion perustuvaa reaktoria, jossa vety muuttuu plasmaksi ja tuottaa energiaa. Esimerkkinä tästä on Ranskaan sijoitettava kansainvälinen suurprojekti ITER, jonka arvioivaan tuottavan fuusioenergiaa 2030-luvun lopulla.
Tutkijoiden suurin ongelma on itse plasma: sen lämpötila on yli sata miljoonaa celsiusta eikä se siksi voi koskea mihinkään. Donitsin muotoa muistuttava reaktori pitää plasman koossa tyhjiössä magneettien avulla. Silloin ongelmaksi muodostuu, miten saada plasman tuottama energia tyhjiökammiosta ulos tuhoamatta sitä.
”Volframi on yksi mahdollinen ratkaisu kammion materiaaliksi. Se kestää korkeita lämpötiloja ja plasman aiheuttamaa eroosiota. Mutta vähäinenkin määrä volframiepäpuhtauksia plasmassa heikentää reaktorin tuottaman ja plasman lämmitykseen kulutetun energian suhdetta. Tutkijat panostavatkin nyt volframin käyttäytymisen ennakoimiseen plasmassa”, tutkijatohtori Henri Kumpulainen sanoo.
Kumpulainen voitti juuri European Physical Society -fyysikkojärjestön Plasma Physics Divisionin väitöskirjapalkinnon plasmafysiikkaa käsittelevällä väitöksellään.
”Väitöstutkimukseni osoitti, että uusilla simulaatioilla voidaan ennustaa volframin käyttäytymistä ja ominaisuuksia paljon aiempaa tarkemmin. Se auttaa vähentämään plasman epäpuhtauksia, mikä puolestaan on askel kohti toimivaa fuusioreaktoria.”
Aallossa vuonna 2023 valmistuneen, teknillisen fysiikan laitoksen professori Mathias Grothin ohjaaman väitöskirjan jälkeen tulevaisuuden päästöttömästä energiasta kiinnostunut Kumpulainen jatkoi Saksaan.
”Sain Suomen Kulttuurirahaston tutkimusapurahan kahdeksi vuodeksi väitöksen jälkeiseen tutkimukseen Saksassa, Forschungszentrum Jülichissä, jossa olin vieraillut useasti jo väitöstutkimuksen aikana. Muutin Jülichiin ja aloitin post doc -tutkijana helmikuussa 2024. Nyt tutkimusaiheenani on deuteriumin plasma–seinämävuorovaikutuksen simulointi fuusiolaitteissa.”
Kumpulaiselle tärkeintä on olla mukana kehittämässä teknologiaa, joka voi onnistuessaan mullistaa globaalin energiantuotannon.
“Ensi vuoden helmikuusta alkaen suunnitelmissa on ensisijaisesti jatkaa fuusio- ja plasmafysiikan tutkimusta joko Suomessa, Saksassa tai muualla työpaikkojen ja apurahojen saatavuudesta riippuen,” Kumpulainen sanoo.
Lue lisää uutisia
Opiskelija Sarah Asfar yhdistää arjessaan opinnot ja huippu-urheilun
Kilpatasolla sulkapalloa pelaava Sarah Asfar opiskelee Aallossa energia- ja konetekniikkaa. Alassa häntä kiinnostaa erityisesti sen merkitys tulevaisuudelle sekä opintojen käytännönläheisyys. Opintojen joustavuus on mahdollistanut Sarahille huippu-urheilun ja osa-aikatyöt opintojen ohelle.
Tuore tutkimus osoittaa: Pandemioissa laumaimmuniteetti ei jakaudu tasaisesti
Pandemioiden torjunnassa ihmisten välisten sosiaalisten verkostojen ymmärtäminen on yhtä tärkeää kuin tietää, kuinka moni on immuuni.
Kvanttiennätys: kubitti pysyi koherenttina millisekunnin ajan
Kvanttilaskennan tehokkuusloikkaa ennakoivan tuloksen tekijät kannustavat muita tutkimusryhmiä toisintamaan kokeen.