Antti Snickeristä ITER-fuusioreaktorin ensimmäinen suomalainen Scientist Fellow

Akatemiatutkija Antti Snicker on fuusiokoereaktori ITERin uusi Scientist Fellow. Kausi kestää kolme vuotta. Hänen tehtävänään on mallintaa nopeiden hiukkasten kulkeutumista ja niiden aiheuttamia aaltoja plasmassa eli ionisoituneessa kaasussa ja tehdä yhteistyötä kokeellisten tutkimuslaitosten kanssa.

”Aallossa on erityisosaamista hiukkasten mallintamiseen liittyen. Tavoitteenani on ymmärtää ja hallita suurienergisiä alfa-hiukkasia mallintamalla niitä numeerisesti”, Antti Snicker kertoo.

Fuusioreaktorissa alfahiukkaset törmäilevät fuusioplasman kanssa saaden sen ”syttymään”, jolloin plasmaa ei tarvitse ulkoisesti kuumentaa. Fuusiossa on tavoitteena vapauttaa mahdollisimman paljon energiaa puhtaasti, ilman ilmakehää kuormittavia tai radioaktiivisesti vaarallisia reaktiotuotteita.

Plasmassa varatut hiukkaset vuorovaikuttavat sähkömagneettisesti. Tönäistäessä plasma alkaa värähdellä, ja sen seurauksena plasmaan virittyy esimerkiksi Alfvénin aalto, joka on voimakas sähkömagneettinen aalto. Se saattaa kuljettaa alfahiukkasia plasmassa ulospäin.

”Mallintamisen avulla pyritään välttämään alfahiukkasten kulkeutuminen laitteen seinille, joka voi aiheuttaa suorituskyvyn laskemisen lisäksi myös laitteen vaurioitumisen”, sanoo Antti Snicker.

Antti Snicker toimii myös ITPA EP –ryhmän virallisena jäsenenä. Tällä hetkellä Snicker on ainoa suomalaisjäsen, kun Suomen fuusiotutkimusta johtava Tuomas Tala VTT:stä päätti oman pestinsä vuoden 2019 loppuun. Ryhmä kokoontuu kaksi kertaa vuodessa ratkomaan ITERin akuuteimpia haasteita.

”Ongelmanratkaisu on yhteistä, ja siihen käytetään koko maailman tutkimuslaitteistoa. Esimerkiksi Yhdysvalloilla, Kiinalla ja Korealla on omat koelaitoksensa”, kertoo Antti Snicker.

Nopeiden ionien mallintamiseen tarkoitettua ASCOT-koodia (Accelerated Simulation of Charged Particle Orbits in Torii) alettiin kehittää Aallossa ja VTT:llä jo vuonna 1991. Sen ympärille Aallon teknillisen fysiikan laitokselle muodostui kokonainen ASCOT-tutkimusryhmä, missä koodia on jatkokehitetty niin, että tällä hetkellä ASCOT on alansa johtava koodi maailmassa. Sillä voidaan seurata nopeiden hiukkasten kulkeutumista plasmassa.

”Koodia on kehitetty pitkään ja määrätietoisesti. Sen avulla voidaan tehokkaasti tutkia nopeiden hiukkasten käyttäytymistä fuusiolaitteissa, ja sitä voidaan hyödyntää myös moderneilla supertietokonealustoilla”, Antti Snicker sanoo.

Antti Snicker jatkokehittää ASCOT-koodia myös akatemiatutkijan roolissa.

”Tavoitteena on pystyä ymmärtämään ja rakentamaan luotettavaa malliketjua nopeiden hiukkasten käyttäytymisestä”, Antti Snicker lisää.

ITERin tokamak-fuusiokoereaktori on yhtä iso tutkimushanke kuin CERN, Euroopan hiukkasfysiikan tutkimuskeskus. Näiden kahden edelle menee vain kansainvälinen avaruusasema ISS.