Fuusioenergia
Elämäämme ylläpitävä auringon ja muiden tähtien lämmöntuotto perustuu fuusioreaktioihin, joten fysikaalisesti uudesta "keksinnöstä" ei ole kyse. Fuusiovoimalaitoksen tekninen toteutettavuus vaatii sen sijaan vielä kehitystyötä. Fuusion valjastaminen energiantuotantoon on kuitenkin houkuttelevaa, sillä se toisi ratkaisun ihmiskunnan energiaongelmiin, koska sen polttoaineena käytettävää deuteriumia on lähes loputtomasti esimerkiksi valtamerissä. Fuusioenergia on turvallista, koska fuusiossa "reaktion karkaaminen" tai "sydämen sulaminen" ei ole mahdollista. Se on myös ympäristöystävällistä. Fuusioreaktori ei tuota radioaktiivista käytettyä polttoainetta. Ainoastaan itse reaktorin sisäosien materiaalit ovat vähäaktiivista jätettä ja kierrätettävissä n. 100 vuoden kuluttua.
Fuusioreaktio
Fuusiossa energian tuotanto perustuu kahden kevyen atomiytimen yhdistymisreaktioon, jossa samanaikaisesti vapautuu runsaasti energiaa.
Energiantuotannon kannalta käyttökelpoisin reaktio on raskaiden vetyisotooppien deuteriumin (D) ja tritiumin (T) välinen reaktio. Siinä deuterium- ja tritiumytimet fuusioituvat muodostaen yhdessä heliumytimen ja neutronin. Samalla vapautuu suuri määrä energiaa, yksi gramma DT-polttoainetta tuottaa jopa 95 000 kWh energiaa. Suurin osa vapautuvasta energiasta kulkeutuu reaktiossa syntyvien neutronien liike-energiana reaktoria ympäröivälle vaipalle. Vaipassa neutronit hidastuvat ja niiden energia muuttuu lämmöksi. Lämpö käytetään höyryn tuottamiseen ja sitä kautta tavanomaiseen sähköntuotantoon.
Fuusioreaktion edellytyksenä on polttoaineen erittäin korkea lämpötila. Polttoaineen keskellä lämpötila on noin 100 miljoonaa ja ulkoreunalla noin 2000 astetta. Tässä lämpötilassa polttoaine on täysin ionisoitunut, se on ns. plasmatilassa, jota voidaan pitää aineen neljäntenä olomuotona kaasun, nesteen ja kiinteän jälkeen. Korkea lämpötila on yksi fuusioenergian hyödyntämisen suurimmista ongelmista, sillä se asettaa käytettäville materiaaleille hyvin suuria vaatimuksia.
Fuusiotutkimus
EU:lla on maailman fuusiotutkimuksessa johtoasema. Se omistaa ja käyttää maailman suorituskykyisintä, Culhamissa Englannissa sijaitsevaa tokamak-tyyppistä tutkimusreaktoria JET'iä (Joint European Torus). Tokamakit ovat eniten käytettyjä fuusiokoereaktorityyppejä, ja niillä on saavutettu hyviä koetuloksia. Tokamakeissa plasma pidetään koossa erittäin voimakkaiden magneettien avulla.
ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) fuusiokoelaitos on suunniteltu maailmanlaajuisena yhteistyönä EU:n, Japanin, Venäjän ja Yhdysvaltojen kesken. Vuoden 2003 aikana Kiina ja Etelä Korea liittyivät ITER-hankkeeseen. ITERin tavoitteena on osoittaa, että fuusioenergian tuottaminen on teknis-tieteellisesti toteutettavissa. ITERin onnistuminen tavoitteissaan merkitsee, että fuusio on todellinen energiavaihtoehto tulevaisuudessa. Kesällä 2005 päätettiin, että ITER rakennetaan Cadarachen tutkimuskeskukseen Etelä-Ranskassa.
Koereaktorin fysiikkakysymykset on pääpiirteissään selvitetty, mutta teknologisten ongelmien ratkaiseminen edellyttää koereaktoreiden rakentamista. Fuusion saaminen kaupalliseen energiantuotantoon on noin 40-50 vuotta päässä, kun toistaiseksi koereaktoreilla tuotettu energia on ollut pienempi kuin plasman lämmittämiseen ja koossapitoon on kulunut.
Myös Suomi osallistuu kansainväliseen fuusiotutkimukseen EU:n kautta.
