Sju års arbeid og 450 millioner kroner – det er den investeringen britiske forskere har lagt i ombygningen av forsøksreaktoren MAST Upgrade, som skal vise veien til framtidens fusjonskraftverk.
Reaktoren, som finnes på Culham Centre for Fusion Energy i Oxfordshire, har nå vist at den kan verdt alt sammen.
Forsøksreaktoren MAST Upgrade varmer hydrogen opp til glovarmt plasma som holdes svevende i et magnetfelt. Prosessen er første skritt mot fusjonsenergi.
Forskerne har for første gang satt den i gang og skapt det glødende varme plasmaet av hydrogen som er forutsetningen for fusjon.
Hydrogen når opp i 100 millioner grader
MAST Upgrade er designet for å skape temperaturer som ligger mellom 50 og 100 millioner °C. De høye temperaturene får hydrogenet til å gå på plasmaform, der atomkjernene skilles fra elektronene.
Deretter er det mulig å få hydrogenkjernene til å fusjonere til heliumkjerner. Prosessen svarer til den som foregår i solen, og den frigir enorme mengder energi.
Utforsk den nye forsøksreaktoren
MAST Upgrade
er en fusjonsreaktor av den såkalte tokamaktypen. De fleste slike reaktorer er smultringformede, men MAST Upgrade har form som et eple. Det gjør den mindre og gir den et tettere magnetfelt.
Stålsylinderen
omkring reaktoren er helt tett, slik at det kan skapes et vakuum. Det sikrer at drivstoffet ikke kommer i kontakt med luftmolekyler.
Magnetene
rundt reaktoren sørger et tredimensjonalt magnetisk bur for å holde drivstoffet av hydrogen svevende inne i reaktoren.
Plasmaet
av positivt ladde hydrogenkjerner formes av magnetene, som samtidig sikrer at det ikke kommer i kontakt med reaktorveggene.
Plasmastrømmen
skapes av en sentral magnetkjerne som får det positivt ladde hydrogenplasmaet til å virvle rundt i reaktoren.
Oppvarmingen
til millioner av grader skjer ved hjelp av mikrobølgestråling og nøytrale hydrogenatomer som skytes inn i plasmaet.
Utstøtingen
av det fusjonerte plasmaet ledes ved hjelp av magnetiske kanaler til toppen og bunnen av reaktoren mot spesielt varmetolerante plater.
Potensialet i fusjonsenergi er gigantisk, men det er også utfordringene. Plasmaet må ikke komme i kontakt med reaktorens sider, og derfor må det holdes svevende i et magnetfelt.
I de fleste forsøksreaktorer skjer det i en smultringformet reaktor, men MAST Upgrade har en litt annerledes form som ligner mer på et eple der skrotten er fjernet.
Baner veien for andre reaktorer
Visjonen med MAST Upgrade er ikke å oppnå faktisk fusjon, men å finne løsninger som gjør det lettere å holde orden på plasmaet i reaktoren og lede vekk overskuddsvarme.
2025 er årstallet alle fusjonsforskere ser mot. DA starter den store reaktoren ITER, som er under bygging i Frankrike.
Løsningene skal brukes i andre forsøksreaktorer som vil bringe oss enda nærmere utnyttelsen av fusjonsenergi. Det gjelder for eksempel den internasjonale reaktoren ITER, som er under bygging i Sør-Frankrike.
Etter planen er den ferdig i 2025, og håpet er at den ti år senere vil oppnå en selvkjørende fusjonsprosess ved 150 millioner °C. Det ultimate målet er å passere punktet der fusjonen av hydrogenkjerner frigir mer energi enn det som tilføres utenfra.
