Realta Fusion kertoo tuottaneensa sähköä suoraan fuusioreaktiosta

Realta Fusion kertoo osoittaneensa, että fuusioreaktiosta voidaan tuottaa sähköä suoraan ilman höyryturbiinia. Yhtiön esittelemä tulos on fuusioalan kannalta huomionarvoinen, koska se viittaa vaihtoehtoiseen tapaan muuttaa reaktion energia sähköksi ilman perinteistä lämpöön, höyryyn ja turbiiniin perustuvaa ketjua.

Suora sähköntuotanto haastaa turbiinimallin

Fuusioyhtiöiden keskeinen kysymys ei ole enää pelkästään se, voiko hallittu fuusioreaktio tuottaa enemmän energiaa kuin se kuluttaa. Vuoden 2022 läpimurto osoitti, että tämä on mahdollista kokeellisissa oloissa. Seuraava vaikea vaihe on näyttää, että reaktoreilla voidaan tuottaa riittävästi sähköä kannattavasti.

Yksi reitti on kasvattaa lämpötilaa ja tuottaa enemmän lämpöä, joka muutetaan höyryksi ja ohjataan pyörittämään suurempaa turbiinia. Realta Fusionin esittelemä suora sähköntuotanto pyrkii ohittamaan tämän vaiheen ja keräämään sähköä itse fuusioreaktiosta. Menetelmän mahdollinen etu on parempi hyötysuhde, koska energianmuunnoksia olisi vähemmän.

Plasma pysyy suurimpana teknisenä haasteena

Fuusioreaktiossa vedyn isotooppeja, kuten deuteriumia ja tritiumia, kuumennetaan yli 100 miljoonan asteen lämpötiloihin. Tällöin atomiytimet voivat liikkua niin nopeasti, että ne voittavat keskinäisen hylkimisensä ja sulautuvat yhteen. Polttoaine muuttuu plasmaksi, eli sähköisesti varautuneeksi kaasuksi, joka on pidettävä erossa reaktorin seinämistä jäähtymisen ja materiaalivaurioiden välttämiseksi.

Tulevan fuusiovoimalan pitäisi pitää kuuma ja vakaa plasma koossa minuuttien ajan tai jopa jatkuvasti, jotta sähköntuotanto verkkoon olisi luotettavaa. Fuusiotutkimuksessa kaksi päälinjaa ovat magneettinen koossapito, jossa voimakkaat magneettikentät pitävät plasman hallinnassa esimerkiksi tokamak- ja stellaraattorilaitteissa, sekä inertiaalinen koossapito, jossa laserit tai hiukkassuihkut puristavat pieniä polttoainepellettejä lyhyiksi mutta voimakkaiksi purkauksiksi.

Plasmat ovat epävakaita, alttiita turbulenssille ja herkkiä pienille häiriöille. Jos koossapito menetetään, plasma voi jäähtyä tai osua reaktorin seinämiin, jolloin reaktio päättyy ja komponentit voivat vaurioitua. Siksi fuusiotutkimuksessa optimoidaan niin sanottua kolmoistuloa: lämpötilaa, tiheyttä ja koossapitoaikaa. Realta Fusionin tulos osoittaa lupaavan sähköntuotannon suunnan, mutta se ei vielä poista tarvetta pitkäkestoiselle ja vakaalle reaktiolle.