Puhdas ja turvallinen ydinenergia askeleen lähempänä todellisuutta
V4F-projekti mahdollistaa jätteettömän aneutronisen fuusion käytön ja uudet, radikaalit kokoonpanot, joiden avulla voidaan valmistaa entistä pienempiä ja tehokkaampia positronikiihdyttimiä. Tutkijat odottavat, että tutkimus hyödyttää yhteiskuntaa tarjoamalla uusia tapoja tuottaa turvallisesti puhdasta energiaa. He uskovat, että tutkimuksella on merkittäviä vaikutuksia lääketieteeseen, teollisuuteen ja perustieteeseen.
Projektissa pyritään todistamaan, että uudella tekniikalla pystytään ohjaamaan valon ja erityisten syntetisoitujen energialähteiden vuorovaikutuksia. Tämä voi parantaa merkittävästi aneutronisten fuusioreaktioiden energiatasapainoa. Tavoitteena on tuottaa fuusioenergiaa aiempaa helpommin, edullisemmin ja toistettavammin. Jos tuotos on enemmän kuin panos, se mahdollistaa rajattoman fuusion vihreällä energialla.
Aneutronisten fuusioreaktioiden ja hiukkaskiihdytysten uusien konseptien ja kehittyneiden simulaatioiden tuottaman tiedon avulla voitaisiin lisätä fuusioreaktioiden alfahiukkastuottoa ja vähentää perinteisissä fuusioreaktioissa ilmeneviä epävakauksia.
Lasereita kehitetään Tampereen yliopistossa
V4F-tutkimusryhmittymää johtaa ja projektin tieteellisestä osuudesta vastaa tohtori, yliopistotutkija Regina Gumenyuk Tampereen yliopiston Advanced Coherent Sources -tutkimusryhmästä. Yliopiston fotoniikan tutkijat ovat kehittäneet ja patentoineet joitakin perustavanlaatuisia suurteholaserkonsepteja, ja ovat tiiviisti mukana suunnittelemassa ja kehittämässä innovatiivista V4F-laseria. Tavoitteena on saada tulokset laajalti teollisuuden käyttöön ja koko yhteiskunnan hyödyksi.
– V4F-tutkimusryhmittymän yhteistyökumppaneiden huikean korkealaatuisen ja monitieteisen osaamisen myötä projektissa on asetettu tavoitteeksi uuden tiedon löytäminen valon tuottamisesta, sekä valon ja aineen välisestä vuorovaikutuksesta, mikä voi tasoittaa tietä uudelle läpimurtoteknologialle, Regina Gumenyuk kertoo.
– V4F-konsortio kokoaa yhteen asiantuntijoita eri tieteenaloilta ja tarjoaa siten ainutlaatuisen mahdollisuuden luoda uutta tietoa. Se on loistava tilaisuus meille kaikille oppia toisiltamme ja tarjota läpimurtoteknologiaa, joka voi vaikuttaa radikaalisti yhteiskuntaan, sanoo laserin teoreettisesta mallista vastaava Marco Ornigotti, joka johtaa yliopistossa Theoretical Optics and Photonics -tutkimusryhmää.
Suomalainen Ampliconyx oy kehittää uutta kokoonpanoa suurtehokuitua vahvistavasta moduulista, joka perustuu aktiiviseen kaksikerroksiseen kuitutekniikkaan ja uusiin lasertuotantotekniikoihin. Ampliconyx perustettiin vuonna 2016, silloisen Tampereen teknillisen yliopiston Optoelektroniikan tutkimuskeskuksen yhtiöittämänä.
– Tässä jännittävässä projektissa saamme mahdollisuuden kehittää täysin uudenlaista laseria, jolla on nykyisiä laserjärjestelmiä paljon laajempia ominaisuuksia, Ampliconyxin teknologiajohtaja Valeri Filippov sanoo.
Tuhatkertaisesti pienempiä positronikiihdyttimiä?
Lisähyöty kehitettävästä teknologiasta on se, että se voi mahdollistaa tuhat kertaa pienempien positronikiihdyttimien rakentamisen kuin tällä hetkellä on mahdollista. Esimerkiksi Japaniin suunniteltu 31 km pitkä International Linear Collider -hiukkaskiihdytin voisi tulevaisuudessa olla vain 31 metriä pitkä.
Tehokasta positronisädejärjestelmää voitaisiin mahdollisesti käyttää tiettyjen syöpätyyppien hoitoon. Sen kehittäminen olisi mahdollista kymmenen vuoden kuluessa.
Tutkimusryhmittymää koordinoi Tampereen yliopisto, ja sen muut jäsenet ovat Plasma Physics AS ja Institute of Inorganic Chemistry AV CR Tšekistä, Leibniz Institute for Photonic Technologies E.V. ja Research Center Jülich GMBH Saksasta, Modus Research and Innovation Limited Iso-Britanniasta sekä Ampliconyx oy Suomesta.
V4F-hankkeen budjetti neljäksi vuodeksi on kolme miljoonaa euroa. Projekti on saanut rahoitusta Euroopan unionin Horisontti 2020 -tutkimus- ja innovaatio-ohjelmasta.
Lisätietoa
Regina Gumenyuk
044 962 83 94
regina.gumenyuk [at] tuni.fi
Editoitu: korvattu sana "synteettisten" sanalla "syntetisoitujen".
