Fuusioenergia Elina Kallijärvi LV15J Jaakko Köykkä 15IBB

Esitys aiheesta: "Fuusioenergia Elina Kallijärvi LV15J Jaakko Köykkä 15IBB"— Esityksen transkriptio:

1 Fuusioenergia Elina Kallijärvi LV15J Jaakko Köykkä 15IBB
Jenni Leskinen LV15J Lilja Suominen LV15J

2 Fysikaalinen periaate
Fuusioenergia perustuu fuusioreaktioon. Fuusioreaktio on ydinreaktio, aivan kuten fissioreaktio (mikä tapahtuu ydinvoimaloiden ydinreaktoreissa), mutta reaktio tapahtuu päinvastaisesti. ​ Fuusioreaktio tapahtuu kun kaksi (tai enemmän) atomin ydintä tuodaan niin lähelle toisiaan, että ne yhdistyvät, eli fuusioituvat. ​ Tämä reaktio vapauttaa suuria määriä energiaa muun muassa lämmön muodossa, jota voidaan käyttää sähköenergian tuotossa.​ Fuusioreaktorissa käytettävän polttoaineen pitää olla valtavan kuumaa sekä plasmatilassa että reaktio voisi tapahtua. Tämä tuottaa ongelmia sillä plasman hallitseminen vaatii todella suuren määrän energiaa, ja reaktorilla suuremman määrän tuottaminen olisi hankalaa. ​ Fuusioreaktio ei tuota radioaktiivista jätettä kuten fissioreaktio, mutta se ei kuitenkaan ole täysin puhdasta. Pitkän käytön jälkeen itse reaktorin omat rakenteet alkavat säteillä, reaktion tuottaman suuren neutronimäärän vuoksi.​ Fuusioreaktorin polttoaineena voidaan käyttää Deuteriumia joka on erittäin helposti saatavilla sekä halpaa. Sitä löytyy maan valtameristä. 

3

4

5 Hyviä ja huonoja puolia
Hyvät puolet Fuusioenergia on hyvin energiatehokasta, ja siksi se olisi ratkaisu ihmiskunnan energiaongelmiin.​ Se hidastaisi ilmastonlämpenemistä, koska se vähentäisi fossiilisten polttoaineiden käyttöä.   ​ Polttoaineen erinomainen saatavuus, koska polttoaineena käytettävää vedyn isotooppia deuteriumia on lähes loputtomasti valtamerissä.​ Sen on turvallista, sillä fuusiossa ”reaktion karkaaminen” tai ”sydämen sulaminen” ei ole mahdollista​. Se on puhdasta ja uusiutuvaa energiaa eli ympäristöystävällistä, jos se saadaan toimimaan kunnolla.​ Se ei tuota radioaktiivista jätettä. Huonot puolet Suurimman haasteen luovat materiaalit, koska ei ole vielä kehitetty sellaista materiaalia, joka kestäisi fuusioreaktion vaatiman valtavan lämpötilan.​ Myös plasman koossapito ja hallinta ovat osoittautuneet ongelmallisiksi. ​ Vielä tällä hetkellä fuusioreaktori ottaa enemmän energiaa kuin tuottaa.​ Teknologia ei ole vielä fuusioreaktorin vaatimaa tasoa, joten fuusioreaktorin kehittämiseen ja kaupallistamiseen menee vielä paljon työtunteja, aikaa ja rahaa. Vaikka radioaktiivista jätettä ei synny, niin fuusioreaktiossa vuosien aikana vapautuneet elektronit säteilyttävät reaktorin omia rakenteita.

6 Käyttöaste Elämää maapallolla ylläpitävän auringon kuten myös kaikkien maailmankaikkeuden tähtien toiminta perustuu fuusioreaktioon, jossa vety-ytimet yhdistyvät heliumatomeiksi tuottaen samalla valtavia määriä fuusioenergiaa. Melkein kaikki maapallolla oleva energiantuotanto perustuu auringosta sitoutuneen energian hyödyntämiseen, jolloin voidaan teknisesti ajatella, että suurin osa tämänhetkisestä energiantuotannosta perustuu auringon fuusioenergian hyödyntämiseen. Vielä nykypäivänä ihmisten itse tuottaman fuusioenergian määrä on kuitenkin vielä nolla, sillä vaikka fuusioreaktioon tarvittavat olosuhteet on keinotekoisesti saavutettu, niin johtuen liian kehittymättömästä teknologiasta, ei pitkäaikaista positiivista hyötysuhdetta omaavaa fuusioreaktiota ole kuitenkaan vielä pystytty todistamaan. Jos kuitenkin tulevaisuudessa fuusioenergian tuoton useat ongelmat kyetään ratkaisemaan ja pysyvän positiivisen hyötysuhteen omaava fuusioreaktori kyetään rakentamaan, niin on arvioitu, että fuusioenergiaa voidaan tuottaa tarpeeksi, jotta sillä voidaan kattaa koko maailman energiantarve jopa tulevaisuudessa, jossa energiantarpeen on arvioitu moninkertaistuvan.

7 Tulevaisuus Alan tutkijat uskovat että, noin kymmenen vuoden päästä saataisiin jo jonkinlaista fuusioenergiaa.​ Kunnollista energiantuotantoa saadaan luultavasti vasta noin vuoden päästä.​ Fuusioenergialla näyttäisi olevan hyvä tulevaisuus, sillä se ei vahingoita ympäristöä ja sen polttoainetta on runsaasti ympäristössä.​ Fuusiolla tuotettu energia voi aluksi osoittautua aika kalliiksi.

8 Lähteet Fysiikka 2 – Lämpö (Painos 2009) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) + Hyperlinkit kuvissa