Syynissä fuusioreaktoreiden säteilyvauriot

Materiaalifysiikko Tomi Vuoriheimo tutkii, miten tulevaisuuden fuusioreaktoreissa polttoaineen atomit tunkeutuvat volframimetalliin. EUROfusion-konsortio myönsi Vuoriheimolle ilmiön tutkimiseen ”Bernard Bigor Researcher Grant” -apurahan ja haastatteli häntä.

Kertoisitko meille hieman itsestäsi?

Fysiikka on kiehtonut minua lukiosta lähtien, koska sen avulla voi ymmärtää perustavanlaatuisia asioita. Materiaalitiede alkoi kiinnostaa kandidaatin ja maisterin opintojeni aikana, joten tein tohtorintutkinnon fuusioreaktorin materiaaleista.

Mistä ERG-hankkeessasi on kyse?

Se perustuu väitöskirjatyöni aikaiseen tutkimukseen siitä, miten fuusiopolttoaineesta peräisin olevat raskaat vetyisotoopit deuterium ja tritium tunkeutuvat fuusiolaitteen sisäosia peittävään volframimetalliin. Tämä on tärkeä aihe fuusion kannalta, koska haluamme polttoaineen olevan kammion sisällä eikä sen seinissä, erityisesti radioaktiivisen tritiumin kannalta.

Olemme huomanneet, että deuterium käyttäytyy yllättävästi: jos volframi sisältää runsaasti deuteriumia, voi altistus korkeaenergiselle deuteriumille tuottaa huomattavasti enemmän säteilyvaurioita kuin jos puhdasta volframia altistettaisiin korkean energian törmäyksille.

Haluan ymmärtää tarkemmin, miksi näin tapahtuu. Joka tapauksessa deuteriumin yllättävä käyttäytyminen tarkoittaa, että meidän on oltava varovaisia ennustaessamme, kuinka paljon vedyn isotooppeja jää volframiin kiinni ja missä syvyydessä.

Miten päädyit hakemaan ERG-apurahaa?

Tiesin väiteltyäni, että haluan jatkaa fuusion parissa ja oppia fysiikasta lisää. Olen ollut alalla nyt kuusi vuotta, ja haluan syventää ymmärrystäni ja hyödyntää uusia tutkimustekniikoita. Apuraha mahdollistaa juuri tämän. Olin onnekas, kun sain myös yksivuotisen apurahan KAUTE-säätiöltä, jonka käytän pohjatyöhön kuten näytteiden valmisteluun, minkä jälkeen ensi vuonna ERG-apurahani ja tutkimukseni todella alkaa. 

Ovatko ERG-apurahat mielestäsi tärkeitä?

Ilman muuta! Apurahan avulla tutkija voi keskittyä tutkimukseen ja syventyä aiheisiin, joita on vasta alkanut tutkia. Apuraha on räätälöity fuusioalalle, ja sen kautta pääsee hyödyntämään laitteita ja osaamista, joita yksittäisillä tutkimuslaitoksilla ei ole. ERG:n ansiosta voin matkustaa eri puolilla Eurooppaa sijaitseviin laitoksiin ja työskennellä siellä olevien asiantuntijoiden kanssa.

Mitä odotat hankkeeltasi eniten?

Haluan tutkia deuteriumin kiinni jäämisessä erityisesti boronisaation vaikutuksia. Se on uudenlainen tekniikka, jossa fuusiolaitteiden sisäpuolelle levitetään suojaavia booripinnoitteita. Toivon voivani matkustaa Romaniaan oppiakseni boorikerroksista ja tutkiakseni boorilla päällystettyjä näytteitä uusilla laitteillamme. Odotan innolla myös sitä, että pääsen soveltamaan laskennallisia tekniikoita deuteriumin muodostamien säteilyvaurioiden ennustamiseen ja mallintamiseen.

Onko sinulla neuvoja muille ERG- tai EEG-apurahan hakijoille?

Mikä tahansa post doc -apuraha on hyvä tilaisuus päästä valitsemaan tutkimusaihe, johon haluaa syventyä. Aiheen voi valita enemmän oman kokemuksensa ja kiinnostuksensa perusteella kuin ennalta määritellyn väitöskirjatyön kohdalla. Käytä siis tätä vapautta ja hae apurahaa tutkimukseen, joka on sinusta tärkeää ja johon tunnet intohimoa!

EUROfusion Bernard Bigot Researcher Grants -apurahat tarjoavat uransa alkuvaiheessa oleville tutkijoille mahdollisuuden kehittää ideoita ja tekniikoita, jotka edistävät EUROfusionin fuusioenergiasuunnitelmaa.

Finnfusion kooordinoi Suomen panosta eurooppalaiseen fuusiotutkimukseen.

Haastattelu on julkaistu EUROfusionin sivuilla 19.12.2024.