Illustration af reaktor med lilla fusionsenergi

Forskere antenner nesten fusjonsrevolusjon

I et nytt eksperiment kommer fysikere nære på å få like mye energi ut av en fusjonsreaktor som de skyter inn. Hvis de oppnår balanse i regnskapet, kan fusjonskraft snart forsyne verden med uendelige mengder grønn energi.

I et nytt eksperiment kommer fysikere nære på å få like mye energi ut av en fusjonsreaktor som de skyter inn. Hvis de oppnår balanse i regnskapet, kan fusjonskraft snart forsyne verden med uendelige mengder grønn energi.

Shutterstock

Nylig klarte amerikanske forskere å frambringe hele 1,3 megajoule (MJ) energi ved hjelp av fusjon.

Reaktoren brukte 1,9 MJ, og eksperimentet markerer et nesten-øyeblikk i jakten på å gjøre fusjonsenergi lønnsom – og uendelig.

Hvis det lykkes å trekke minst like mye energi ut av fusjonen som det krever å sette den i gang, kan det bli starten på en grønn revolusjon innen energisektoren med enormt potensial for ny teknologi.

Atombryllup genererer masse energi

Fusjon skjer når to eller flere atomkjerner forenes til et tyngre atom.

Når de to atomene smelter sammen, frigjøres det en stor mengde energi – akkurat som når atomer deler seg ved fisjon.

Videnskabsmand står i fusionsreaktor

Fusjonsreaktoren ved Lawrence Livermore National Laboratory skyter laserstråler gjennom et sinnrikt system på størrelse med tre fotballbaner før de varmer opp en liten beholder med hydrogen til mer enn 100 millioner grader.

© LLNL

Problemet med fusjonsenergi er at det er både vanskelig og dyrt å sette i gang prosessen.

Ved National Ignition Facility i California bruker forskerne et avansert system av lasere på størrelse med tre fotballbaner til å varme opp en liten gullbeholder til mer enn 100 millioner grader.

I beholderen sitter en brikke av hydrogen på størrelse med tykkelsen av et menneskehår, og de ekstreme temperaturene forvandler atomene til et elektrisk ledende plasma før de fusjonerer til helium.

For å unngå at drivstoffet berører veggene og dermed kjøles ned slik at fusjonen går i stå, holdes det fanget i et magnetfelt.

Det uendelige ekteskapet mangler tenning

Forsøket 8. august fusjonerte de to hydrogenisotopene deuterium (eller tungt hydrogen) og tritium (supertungt hydrogen) til helium.

Samtidig produserte reaksjonen mer enn ti billiarder (et ettall med seksten nuller bak) watt med energi, skriver forskerne som står bak forsøket i en pressemelding – men bare i omkring 0,1 milliarddel av et sekund.

I dag må fusjonsforsøk tilføres energi hele tiden, men målet med Sparc er at prosessen skal kunne drive seg selv.

© Oliver Larsen

1. Hydrogen og hydrogen danner helium

Hydrogenkjerner varmes opp med energi som tilføres utenfra. Det får tungt hydrogen og supertungt hydrogen til å fusjonere og danne varme heliumkjerner.

© Oliver Larsen

2. Varmt helium starter kjedereaksjon

Heliumkjernene blir så varme at hydrogenkjernene fusjonerer til nye heliumkjerner som igjen starter nye fusjoner – såkalt antenning.

Det svarer til litt mer enn 1,3 MJ, mens det kostet 1,9 MJ å sette i gang det store maskineriet.

Fysikerne ved Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) var dermed 0,6 MJ – eller omtrent tretti prosent – fra å oppnå det fusjonsforskere kaller antenning, altså et energiutbytte minst like stort som reaktorens forbruk.

Når fusjonsreaktoren når denne grensen, danner prosessen nok energi til å opprettholde seg selv.

Stjernekraft skal gjøre framtiden grønn

Ettersom fusjonen i teorien kan fortsette evig og hele tiden skape strøm, har den enormt potensial som framtidens energikilde.

Et utall av beviser henger på nattehimmelen: I stjernenes indre fusjonerer først og fremst hydrogen og helium i millioner av år og holder stjernen brennende varm.

Håpet er at vitenskapen kan gjenskape de astronomiske kraftverk, noe som vil gi oss uante mengder miljøvennlig strøm.

Så lenge fusjonen skjer med supertungt hydrogen, er den imidlertid radioaktiv, men slett ikke i samme grad som kjernekraft fra fisjon, og forsøk med andre drivstoff er allerede underveis.

De amerikanske forskerne er fortsatt ikke sikre på hvorfor de med ett oppnådde resultatet på 1,3 MJ, som er åtte ganger bedre enn rekorden fra tidligere i år.

Når de finner ut av det, er den grønne fusjonsenergien nærmere enn noen gang før.