Fuusio energiantuotannossa

Abstract

Tämän luonnontieteiden kandidaatintutkielman tarkoitus on tarkastella energianäkökulmasta ydinfuusioreaktiota ja muutamia erilaisia menetelmiä, joilla fuusiolla voidaan tuottaa energiaa. Energiantuotanto fuusioreaktiota hyödyntäen on aktiivisen tutkimuksen kohteena, ja eri kokoluokan fuusioreaktoreiden rakentaminen, tutkimus ja kehitys ovat meneillään ympäri maailman. Fuusio voi tulevaisuudessa olla yksi vaihtoehto fossiilisille polttoaineille. Muun muassa runsas energiatiheys, polttoaineiden riittävyys ja vähäinen saastuttavuus ovat syitä, miksi fuusioenergian kehitykseen investoidaan paljon aikaa ja rahaa. Toisaalta esimerkiksi plasmafysiikkaan, materiaalifysiikkaan ja konetekniikkaan liittyvien haasteiden takia fuusioenergia ei ole helppo eikä mutkaton tutkimusala.

Tutkielmassa käydään aluksi läpi, mikä fuusioreaktio on, mitä se vaatii tapahtuakseen ja mitä muita fysiikan käsitteitä siihen liittyy. Sen jälkeen tarkastellaan sekä yleisessä mielessä että esimerkkejä käyttäen erilaisia fuusioreaktoreita, joilla energiaa on mahdollista tuottaa. Lopuksi tarkastellaan tarkemmin fuusioenergian etuja ja haittapuolia.