ITER

Wikipedia

Kansainvälinen fuusioreaktori ITER

ITER on kansainvälinen tokamak-koe, jolla pyritään osoittamaan että täysimittaisen fuusioreaktorin rakentaminen on tieteellisesti ja teknologisesti mahdollista. Se perustuu aikaisemmista koereaktoreista (kuten TFTR, JET, JT-60 ja T-15) saatuihin tutkimustuloksiin, ja tulee olemaan näitä huomattavasti suurempi. Projektin hinnaksi arvioidaan 10 miljardia euroa, ja se tulee kestämään 30 vuotta; rakennusvaihe kestää 10 vuotta ja käyttöaikaa on 20 vuotta. Useiden vuosien poliittisen kädenväännön jälkeen osanottajamaat ilmoittivat kesäkuussa 2005, että ITER rakennetaan Ranskan Cadaracheen.

Nimi tuli alun perin sanoista International Thermonuclear Experimental Reactor (kansainvälinen lämpöydinkoereaktori), mutta tämä merkitys ei ole enää voimassa. Latinankielinen sana 'iter' tarkoittaa 'polkua'. ITER on tarkoitus ottaa käyttöön 2016.

[muokkaa] Tavoitteet

ITERillä on useita tarkoin määriteltyjä tavoitteita, jotka tähtäävät käytännöllisen fuusiovoimalan kehittämiseen:

tuottaa fuusion avulla hetkellisesti kymmenen kertaa enemmän energiaa kuin mitä järjestelmään syötetään (Q-arvo on tällöin 10).
sytyttää 'palava' (itseään ylläpitävä) plasma.
tuottaa vakaata plasmaa, jonka Q-arvo on suurempi kuin 5.
pitää fuusiopulssia yllä kahdeksan minuutin ajan.
kehittää fuusiovoimalassa tarvittavia prosesseja ja teknologiaa, joihin kuuluvat mm. venäläisessä T-15:ssä käytetyt suprajohtavat magneetit sekä robottikäyttöiset etähallintajärjestelmät, joita tullaan kehittämään Suomessa.

[muokkaa] Historia

ITER-hanke alkoi 1985 EU:n EURATOM, Yhdysvaltojen ja sittemmin myös Neuvostoliiton ja Japanin välisestä yhteistyöstä. Konseptisuunnittelu alkoi 1988 ja sitä seurasi insinöörisuunnittelun vaihe 1991. Tänä aikana tehty fuusion fysiikan tutkimus ja fuusiotekniikan kehitystyö loi perustan plasman käyttäytymisen ennusteille ITER mittakaavassa. ITER:ssä tarvittavia korkean-tekniikan osia kuten suprajohtavat kelat, korkeaa lämpötilaa kestävät materiaalit ja kaukokäyttöiset kasittelyjärjestelmät kehitettiin ja nyt ne ovat valmiit tuotantoon.

Insinöörisuunnitteluvaiheen valmistuttua 2001 lopullinen suunnitelma saatiin osapuolten arvioitavaksi. Tämä johti rakennuspäätökseen ja paikanvalintaa käsitteleviin neuvotteluihin.

Tänä aikana hankkeen osallistujakaarti oli muuttunut ja laajentunut. Venäjä korvasi romahtaneen neuvostoliiton, Yhdysvallat vetäytyi hankkeesta 1999 mutta liittyi takaisin 2003. Kanada osallistui hankkeeseen 2001-2003 tavoitellakseen sijoituspaikkaa. Kiina ja Etelä-Korea liittyivät 2003. Uusin jäsen on joulukuussa 2005 liittynyt Intia.

2005 julkaistiin virallisesti, että ITER rakennetaan eteläisen Ranskan Cadaracheen. Sijoituspaikan valinta saatiin aikaan kompromissilla EU ja toisen mukana olleen vaihtoehdon eli Japanin kanssa. Kompromissiin kuuluu, että 20 prosenttia tutkimushenkilökunnasta tulee olla japanilaisia sekä että hankkeen hallinnonjohto ja toinen tutkimuskeskus sijoitetaan Japaniin. Lisäksi EU on lupautunut kustantamaan noin puolet tästä keskuksesta.

ITER:in rinnalla toimii materiaalien tutkimuslaitos International Fusion Materials Irradiation Facility eli IFMIF, jossa kehitetään mahdollisissa tulevaisuuden fuusiolaitoksissa käytettäviä äärimmäisiä olosuhteita kestäviä materiaaleja. ITER:iä ja IFMIF:iä on suunniteltu seuraavan demonstraatiofuusiovoimalaitos eli DEMO. Tämän on tarkoitus olla ensimmäinen kaupallinen fuusiosähköä tuottava laitos.

Nopeimman etenemisarvion mukaan, mikäli ITER todistaa tokamak-tyyppisen rakenteen hyvän soveltuvuuden sähköntuotantoon ensimmäinen varsinainen voimalaitos liitettäisiin verkkoon 2050. Tämä saattaisi johtaa merkittävään fuusion käyttöön energiantuotannossa.

[muokkaa] Osallistujat

ITER:ssä on osallisena seitsemän valtiota tai ylikansallistä yhteisöä eli Euroopan unioni, Yhdysvallat, Japani, Venäjä, Intia, Kiina ja Etelä-Korea.

[muokkaa] Sijainti

28. kesäkuuta 2005 osapuolet sopivat Moskovassa käydyssä viimeisessä neuvottelussa, että sijoituspaikaksi valitaan Ranskan Cadarache.

ITERin rakennustöiden on tarkoitus alkaa vuonna 2008, ja itse tokamakin kokoaminen alkaa 2011. Nämä aikarajat ovat vain viitteellisiä, joten poliittiset, taloudelliset ja jopa sosiaaliset syyt voivat viivyttää hankkeen etenemistä.

[muokkaa] ITER ja VTT

Suomi osallistuu ITER-projektiin luomalla testiympäristön ITERin Tokamak-reaktorin huoltojärjestelmälle. Tätä varten VTT:n Tampereen osastolle on perustettu ITERin huoltojärjestemien eurooppalainen testauskeskus. Projektin toteutusta varten Tampereelle rakennetaan mittasuhteiltaan identtinen, neljäsosan alkuperäisestä kattava jäljennös Tokamak-reaktorista. Tarkoituksena on testata reaktorin huoltorobotin toimintaa reaktoritoruksen sisällä. Projektin rahoitus tulee ITER-projektin lisäksi TEKESiltä ja VTT:ltä.