Teadus 3 minutiga: uue ajastu energiaallikaks saab tuumasünteesireaktor

Foto: ERR

Veebruaris toimunud konkursi "Teadus 3 minutiga" viie parema loengutest on valminud videoklipid, mille seast saavad nüüd vaatajad valida oma lemmiku. Tartu Ülikooli füüsika doktorant Jasper Ristkok räägib oma panusest sajandi megaprojekti – tuumasünteesireaktori - arendamisesse.

Inimkonnal on pidevalt kasvav energiavajadus ja praeguse tempoga jätkates tuleb tõenäoliselt suur energiakriis. Samas ei ole tulevik sünge, sest horisondil on uus energiaallikas – tuumasüntees. Seesama protsess, mis hoiab Päikest elus.

Tuumasüntees on vastupidine protsess praegustes tuumajaamades asetleidvale tuumade lagunemisele. Kui tuumade lagunemisel lõheneb üks suurem aatom mitmeks väiksemaks, siis tuumasünteesi käigus vastupidiselt mitu väikest aatomit liituvad üheks suuremaks.

Inimene on juba Päikese Maale toonud, sest tuumasünteesireaktoreid on ehitatud ka varem. Neist mitte ükski pole andnud aga välja rohkem energiat, kui need on sisse võtnud. Probleemi lahendamiseks on parasjagu käimas rahvusvaheline projekt, mille käigus ehitatakse Lõuna-Prantsusmaale uut tuumasünteesireaktorit ITER.

ITER on esimene omasuguste seas, mis hakkab välja andma rohkem energiat, kui reaktsiooni käivitamiseks on vaja. See on võimalik tänu sellele, et ITER-i süda – selle reaktor – on 30 meetrit lai ja kõrge. Teisisõnu on see sama kõrge kui kaks hrutšovkat teineteise otsas.

ITER hakkab kütusena kasutama kahte vesiniku isotoopi: deuteeriumit ja triitiumit. Probleem on selles, et triitium on radioaktiivne ja kui see ladestub reaktori seina, siis on see ohtlik töölistele. Seetõttu on vaja reaktorit puhastada juba siis, kui selle suures potis on vaid 700 grammi triitiumit.

Nüüd tulen mängu mina. Ma töötan välja meetodit, kuidas mõõta, kui palju radioaktiivset kraami on reaktori seinas. Selleks kasutan ma mehe rindkeresuurust laserit, mille kiirele ei pea vastu mitte ükski materjal. Tulistan võimsa laserimpulsi vastu metallplaati, mistõttu metall aurustub, muutub plasmaks ja hakkab kiirgama sellele iseloomulikku valgust.

Ma uurin seda valgust, täpsemalt selle spektrit ja arvutan, mis oli selle metallplaadi ja selle sisse ladestunud aine elemendiline koostis ning kontsentratsioon. Täpsemalt uurin ma, millistel katsetingimustel see laserseiremeetod annab kõige täpsema mõõtmistulemuse.

Kokkuvõttes, Eesti on seotud ühe inimajaloo ambitsioonikama projektiga, milleks on tuumasünteesist energia kogumine. Mina olen vaid pisikene mutter suures masinavärgis, mis disainib tuumasünteesi-elektrijaamu, kuid minu töö tagab tulevastele töölistele turvalisema keskkonna.

Loe ka Jasper Ristkoki pikemat populaarteaduslikku artiklit.

Jasper Ristkok on Tartu Ülikooli esimese aasta füüsika doktorant. Õpingute kõrvalt töötab ta Praktikalis sisuloojana, et parandada põhikooli füüsikat. Ristkok on võtnud oma elu eesmärgiks ennast arendada ning võimalikult palju emotsioone ja kogemusi saada, aidates samal ajal inimkonda edasi. Tema sihiks on saada teadlaseks, kes tegeleb tippteadusega mõnes suures asutuses ning seetõttu teeb ta parasjagu teadust tuumasünteesireaktorite arendamiseks.

Toimetaja: Jaan-Juhan Oidermaa

Hea lugeja, näeme et kasutate vanemat brauseri versiooni või vähelevinud brauserit.

Parema ja terviklikuma kasutajakogemuse tagamiseks soovitame alla laadida uusim versioon mõnest meie toetatud brauserist: