2015. aastast ilmuvad Novaatori uudised Eesti rahvusringhäälingu veebilehe teadusrubriigis ERR Novaator (novaator.err.ee).

Novaator - Tartu ülikooli füüsikud aitavad Päikese Maale tuua
17.12.2014 16:31

Tartu ülikooli füüsikud aitavad Päikese Maale tuua

Piret Pappel
Skype:
piret.pappel@ut.ee
Loe kommentaare (10)
Samal teemal (0)
Tagasi
Edasi

Kodune LIBS-seade uues Physicumi hoones

Foto: TÜ FI gaaslahenduslabor

Lõuna-Prantsusmaal Cadarache´is peaks 2019. aastal valmima eksperimentaalne tuumasünteesireaktor (ingliskeelne lühend ITER - International Thermonuclear Experimental Reactor). Oma osa on selles ka eestlastel. Tartu ülikooli füüsika instituut arendab tehnoloogiat, mis lubab jälgida reaktoriseinte olukorda.

Päikesel ja teistel tähtedel vabaneb tohutu kogus energiat kergemate tuumade transformeerumisel raskemateks. Selleks, et tuumade liitumist (tuumasünteesi) realiseerida maapealsetes tingimustes, tuleb saavutada saja miljoni kraadi (108 K) lähedane temperatuur. Sel temperatuuril ühineb raske vesiniku (deuteeriumi) tuum üliraske vesiniku (triitiumi) tuumaga ning tekib heelium. 

Võrreldes tavapõlemisel süsiniku ja hapniku aatomi ühinemisel vabaneva energiaga, on tuumade liitumisel eralduv energia miljon korda suurem. Tuumasünteesireaktori loomine on ihaldusväärne ka seetõttu, et võrreldes praeguste tuumajaamadega on keskkonnasaaste olematu ja reaktsiooni lähtekomponente jätkub väga kauaks. 

Eesmärgini jõudmise ülima raskuse on kenasti kokku võtnud Prantsuse füüsikanobelist Pierre-Gilles de Gennes: "Tahame Päikese karpi panna. Paraku ei tea me veel, kuidas seda karpi teha."

Paljude maade aastakümnete pikkuse ühistegevuse tulemusena on samm-sammult lähenetud lõppeesmärgi poole. Järjekordset võimast reaktorit – ITERit - ehitavad Euroopa Liit, Hiina, India, Jaapan, Lõuna-Korea, Venemaa ja USA. Euroopa tuumasünteesiuurijad on omakorda ühinenud EUROFusioni konsortsiumi. 27 riigi tuumasünteesiga tegelevad laborid valmistavad ette ITERi eksperimente.

EUROFusioni kuulub ka TÜ füüsika instituudi kaks laborit. Gaaslahenduslaboris arendatakse reaktoriseinte kaugseire tehnoloogiat - laserindutseeritud plasma spektroskoopiat ehk LIBSi (ing k laser induced breakdown spectroscopy).

Milline on LIBSi roll? Selgitab TÜ füüsika doktorant Kaarel Piip.

Kuna ülikuum plasma - vesiniku raskete tuumade segu -  sulatab kõik materjalid, hoitakse seda magnetväljas hõljumas – plasmasulustatakse. Paraku pole sulustamine täielik, osa plasmast puutub kokku reaktori seintega ja kahjustab neid.

Seepärast on vaja reaktori seinte seisukorda pidevalt jälgida. Mõõteriistade ehitamine reaktori sisse pole võimalik kuumuse tõttu. Hiiglasliku seadme avamine ja sulgemine aga võtaks kuid. Lahenduseks on vaid kaugseire näiteks LIBSi abil.

Meetodi tööpõhimõte on tegelikult lihtne. Uuritavale objektile suunatakse väga lühikese kestusega laservälge. Laservälke energia on nii suur, et osa ainet aurustub ja ioniseerub – tekib plasma. Tekkinud kuum plasma kiirgab valgust. Just seda valgust mõõdetakse LIBS- tehnoloogia rakendamisel. Nimelt on kiiratava valguse spekter (värvus) iga aine jaoks erinev ning selle abil saab uuritava objekti koostise kindlaks teha. 

Tänu LIBSi tundlikkusele ja kiirusele kasutatakse seda laialdaselt mitmetes eri valdkondades. Näiteks on laserdiagnostika minilabor lennutatud ka Marsile. Kulgur Curiosity kasutab seda kivimite koostise määramiseks.

ITERis võiks reaktoriseinte jälgimine välja näha nii: läbi seadmes oleva vaatlusakna suunatakse laservälge seinale. See aurustab tillukese hulga seinamaterjalist, läbi sama akna mõõdetakse aurustunud aine tekitatud valguse spekter ning selle põhjal määratakse materjali koostis. Aurustunud aine hulk on nii väike, et tekkinud tühimik ei kahjusta seina.

LIBSi kasutuselevõtt kuulub  ITERi prioriteetsete teemade hulka. Gaaslahenduslabor TÜ teadlased arendavad LIBSi nii koduses laboris kui Hollandis Utrechti lähedal olevatel plasmaseadmetel, kus ITERi reaktoris sobivaid materjale mõjutatakse võimsate plasmavoogudega.

04.02.2015 08:41
vanajaan

Iga kord, kui kuskil planeedil tekkib elu ja selle arenedes mõistusega olendid, on nende lõpp ühesugune - nad ehitavad termotuumareaktori, mis väljub nende kontrolli alt.

Lisa kommentaar
22.04.2015 11:43
cloue

Added than replica watches,apery items can be replica watches calmly begin on the internet.What is alluring a ample amount of barter to buy Hublot Replica Watches is their availability.A seek on the internet reveals sites that accord with specific appearance watches.You can seek for replica watches by designer.Spending beneath than two hundred dollars to get replica watch appeals to gucci replica a amount of people.Replica handbags accept aforementioned mirror angel of its originals.Replica handbags are with best adroitness one can acquisition aforementioned superior of material,aforementioned superior of architecture and aforementioned superior of appearance in replica handbags.The a lot of louis vuitton replica adorable advantage of replica handbags are they are actual bargain and one can accept aforementioned attending a like artist backpack in reasonable price.One can ascertain appearance with appearance in designers' replica handbags.To buy replica handbags is like your dream comes true.Handbags anatomy an basal basic of a woman's accent collection.It's not just agitated to accomplish a appearance statement; it's in actuality advised to be a woman's best companion.Every woman today is chanel replica apparent antic a abreast handbag; in actuality "the bigger the better" is the mantra a lot of women chase if it comes to handbags.After all,it contains all the essentials that accomplish a woman's mini world.So a lot of women would not like to accommodation on durability,superior and of advance the abreast designs.But aboriginal artist handbags are with college amount and anybody cannot allow it.

Lisa kommentaar
27.08.2015 08:45
Andres

Nüüdseks lahkunud lugupeetud akadeemik Endel Lippmaa, lubas aastal 1990, et sajandivahetuseks on fusioonprotsess inimkonna teenistuses. Ma ei imesta kui kulub veel sajand.

Lisa kommentaar
03.01.2016 14:53
http://awriter.org

http://awriter.org
I am 100% at your back for this road safety forum you are having. It's a great way awriter.org
of instilling to the people the value of safety when on the road and thus, preventing any accidents from happening. In our country, the rate of minor road accidents seems to rise so this forum would be helpful especially if attended by people mainly using the road for transportation.

Lisa kommentaar
10.01.2016 21:30

At the very 1st,awriter.org
I?d favor to state thanks to you for this enlightening article. Second, I'd prefer to wonder wherever I can learn a lot more info concerning your post. I arrived right here via Bing and can't discover any associated web websites connected to this matter. How do I sign for your web blog? I had prefer to stick to your updates as they arrive along! I'd a query to interrogate but I forgot what it absolutely was... anyways, thank you very much.

http://awriter.org
I am 100% at your back for this road safety forum you are having. It

Lisa kommentaar
29.05.2016 09:36
topassignmentwriters

I am very enjoyed for this blog. Its an informative topic. It help me very much to solve some problems. Its opportunity are so fantastic and working style so speedy.[url=http://topassignmentwriters.com/]topaussiewriters.com[/url]
I think it may be help all of you. Thanks a lot for enjoying this beauty blog with me. I am appreciating it very much! Looking forward to another great blog. Good luck to the author! all the best! assignment writing

Lisa kommentaar
15.06.2016 22:57

A very good opinion...

I am very enjoyed for this blog. Its an informative topic. It help me very much to solve some problems. Its opportunity are so fantastic and working style so speedy.[url=http://topassignmentwriters.com/]topaussiewriters.com[/url]
I think it may be help all of you. Thanks a lot for enjoying this beauty blog with me. I am appreciating it very much! Looking forward to another great blog. Good luck to the author! all the best! assignment writing

Lisa kommentaar
04.12.2016 06:06
jelly gamat gold g

A thoughtful insight and fantastic suggestions you have on your website. You have obviously spent lots of time on this. Well done!
jelly gamat gold g

Lisa kommentaar
17.12.2016 20:02
kavling de green

really had a great time with your post! I am looking forward to read more blog post regarding this! Well written!

Lisa kommentaar
07.06.2017 13:56
muneer

Superb examining .Thanks for sharing. It's late finding this show up. Free Recharge Tricks

Lisa kommentaar

 

EUROFusion 17.12.2014 16:31

Tartu ülikooli füüsikud aitavad Päikese Maale tuua (10)

Füüsika instituut arendab tehnoloogiat, mis lubab jälgida tuumaasünteesireaktori seinte olukorda.

Azur Space Solar Power 24.04.2014 18:15

Moodne päikesepatarei saab 60-aastaseks (2)

25. aprillil 1954 demonstreerisid Belli uurimisinstituudi insenerid kuueprotsendilise kasuteguriga päikeseelementi.

11.04.2014 14:42

Kas päike on aastaks 2032 maa peale toodud? (4)

Piiramatu arvutivõimsus ja termotuumaenergia kasutuselevõtt oleksid võrreldavad muutusega, mille tõi inimkonnale kaasa internet. Aga kas meil õnnestub lahti muukida universumi olemuse üks põhiküsimusi?

13.02.2014 16:24

Termotuumasünteesi uuringud jõudsid uue teetähiseni (3)

USA füüsikud said termotuumareaktsioonist rohkem energiat kui kulus vesiniku süütamiseks.

18.11.2013 10:05

Elektron jääb ümmarguseks (2)

Supersümmeetria teooria vajab paremaid tõendeid.

23.09.2013 13:14

Mikrolained toidavad köögitehnikat

Köögikaal ja munakeedukell saavad energiat mikrolaineahjust.

24.04.2013 18:31

Millega asendada kütuseelementides plaatina? (8)

Lahendus, mis võib muuta käegakatsutavamaks vesinikuautod.

08.02.2013 16:01

Uus vähiravim ergutab keha kaitsevõimet

Uudne raviviis mõjub ka ajukasvajatele.

21.12.2012 19:31

Miks võtab haavade paranemine aega? (5)

Füüsikaseadused määravad kudede taastumise kiiruse.

22.11.2012 11:30

Vetikad näppavad taimedelt energiat (3)

Tilluke rohevetikas suudab lagundada tselluloosi.

15.11.2012 17:34

Veider osake ei põrmusta standardmudelit (1)

Supersümmeetria ei ole kinnitust leidnud.

09.10.2012 10:51

Kas veekogude äärest tuttav taim tasuks kasvatamist energiakultuurina? (4)

Kui kasutamata põllumaadel hakata kasvatama taimi energiatootmise tarbeks, siis milline oleks kõige tasuvam?

21.08.2012 12:29

Kas lehetäid suudavad fotosünteesida? (3)

Päikese käes mõnulevad pisikesed putukad täiendavad oma energiavarusid.

09.05.2012 14:45

Päike tegutseb jälle

Päikese krooni pursked võivad Maal lähiajal tekitada mõõdukaid magnettorme.

16.04.2012 14:37

Nanoteadlased leidsid kaua otsitud osakese

Majorana fermioni olemasolu lubab ehitada kvantarvuti.

12.04.2012 16:05

ITER toob Päikese Maa peale (3)

Lõuna-Prantsusmaal võtab hoogu katselise tuumasünteesireaktori ehitus.

Scanpix 14.04.2014 13:44

Aasta 2032: maailma tõsiseim mure on joogivesi (1)

Maakeral on puudus puhtast joogiveest. Inimene kujundab keskkonda jõuliselt enda käe järgi ümber. Eesti põlevkivitööstusel seisab ees hääbumine.

04.04.2014 18:05

Tilluke aku töötab sülje jõul

Väike bioaku toidab keha jälgivaid sensoreid.

08.01.2014 14:19

Külma sõja tuumakatsetuste saaste hõljub endiselt meie peade kohal

Atmosfääri ülakihtides leidub poole sajandi tagustel tuumakatsetustel tekkinud plutooniumi.

26.09.2013 13:33

Füüsikud liitsid valguskvandid molekulideks (1)

Kokku klammerdunud footonid käituvad "Tähesõdade" filmidest tuttava valgusmõõga kombel.

24.05.2013 12:27

Kas Tšornobõl rikkus meeste tervise? (13)

27 aastat hiljem elab rahuaja rängima tuumaõnnetuse vari inimestes edasi.

15.03.2013 13:41

Higgsi boson on tõesti leitud (5)

Suvel avastatud osakese omadused klapivad kauaotsitud Higgsi bosoniga, kinnitas Euroopa tuumauuringute keskus.

15.01.2013 16:51

Kvanttäpid püüavad päikeseenergiat

Pooljuhtidest nanoosakesed muudavad päikesepatareid odavamaks.

27.11.2012 21:45

Lehtrikujuline patarei kogub tõhusalt päikeseenergiat

Massachusettsi tehnoloogiainstituudi teadlased andsid üliõhukesele metallikihile üllatavad omadused.

16.11.2012 15:32

Higgsi boson ei üllata (5)

Kauaotsitud osake käitub standardmudeli ennustuste kohaselt.

01.11.2012 14:55

Miks veetilgad kuumal pliidil ringi hüppavad? (1)

Ligi kolmsada aastat tagasi kirjeldatud nähtus pakub füüsikutele ikka veel uurimisainet.

12.09.2012 10:17

Tuul võiks katta inimkonna energiavajaduse (8)

Tuule abil saaks toota sellises koguses energiat, millest piisaks kogu inimkonna vajaduste katmiseks, näitasid USA Stanfordi ülikooli teadlased.

10.05.2012 13:32

Lahendus energiakriisile: tehislik puuleht? (3)

Taimelehele sarnanevad päikesepatareid võivad varsti minna tootmisse.

17.04.2012 14:59

Kuidas saab liivast klaas? (1)

Ainulaadne video näitab, kuidas kvartsliivast, soodast ja lubjast tekib sulaklaas.

13.04.2012 13:59

Miks oli üleeilne Sumatra maavärin nii võimas?

Äsjane Indoneesia maavärin üllatas teadlasi.

 
Küsi teadlaselt
Teatavasti vee ruumala paisub nii soojenemisel (aurustumisel) kui ka jäätumisel. Oletame, et on üks anum, mis on vett täis ja on purunematu. Mis hakkab juhtuma siis, kui sundida sellel veel jäätuda?
Jaak Kikas, Tartu ülikooli füüsika instituudi direktor :

See on huvitav küsimus, millele täpse kvantitatiivse vastuse andmine polegi nii lihtne. Üldiselt aga võiks vastata nii: kui paisumisvõimalus puudub,

Loe edasi!
Esita küsimus Kõik
Tartu Ülikool
Idee
Veider teadus