Det britiske firmaet First Light Fusion har klart å få hydrogenatomer til å smelte sammen til heliumatomer ved å skyte et prosjektil mot en spesielt utformet beholder med tungt hydrogen.
Det er første gang forskere har skapt fusjon ved å presse hydrogen sammen ved hjelp av et prosjektil, og firmaet håper at metoden kan brukes i store, miljøvennlige fusjonskraftverk som ikke slipper ut CO2.
Når to hydrogenatomer smelter sammen til et heliumatom, sendes det nemlig ut energi. Det er denne fusjonsprosessen som får solen til å skinne, og som fysikere håper å kunne kontrollere og bruke til framstilling av grønn energi.
Problemet er at det er vanskelig å få de lette atomene til å smelte sammen, for det krever enten ekstremt høye temperaturer eller et veldig høyt trykk. Nå har First Light Fusion demonstrert at det høye trykket kan frambringes ved beskytning av en spesielldesignet beholder med tungt hydrogen.
VIDEO: Forstå teknologien bak det nye fusjonsgjennombruddet
Prosjektil avfyres med 19 ganger lydens hastighet
I en rekke eksperimenter ble et prosjektil med en vekt på 100 gram avfyrt med en gasskanon. Det oppnådde en hastighet på 23 400 km/t. Det svarer til 19 ganger lydens hastighet – mye raskere enn en pistolkule.
En spesiell utforming av beholderen med hydrogen betyr at energien fra prosjektilet konsentreres på et veldig lite område slik at en millimeterstor kapsel med hydrogenatomer imploderer med en fart på over 250 000 km/t.
Når prosjektilet treffer, presses hydrogenet så hardt sammen at trykket kommer opp på 10 terapascal, 100 millioner ganger trykket ved jordoverflaten. Det er nok til å få hydrogenatomene til å smelte sammen til helium, slik at de sender ut energi.
I eksperimentet ble det bare sendt ut en ubetydelig mengde energi – neste store skritt er å vise at metoden kan brukes til å produseres mye mer enn det krever å få sendt av sted prosjektilet.
Det er første gang forskere har skapt fusjon ved å presse hydrogen sammen ved hjelp av et prosjektil, og firmaet bak forsøket håper at metoden kan brukes i store, miljøvennlige fusjonskraftverk i løpet av noen få tiår.
Fusjonskraftverk kan stå klar på 2030-tallet
På sikt skal gasskanonen erstattes av en elektromagnetisk kanon som kan skyte prosjektiler mot hydrogenmål et par ganger i minuttet. Den frigitte energien skal så varme opp flytende litium som via en varmeveksler varmer opp vann slik at det koker. Dampen skal drive en turbin slik at energien ender som elektrisitet.
First Light Fusion, som er en spin-off fra Oxford University, jobber for å bygge demonstrasjonskraftverk på 150 megawatt til under en milliard dollar i løpet av 2030-tallet. Deretter kan det oppføres enda større kraftverk.
150 megawatt svarer til den elektriske effekten et stort solenergianlegg eller en vindturbinpark kan levere, men det smarte ved et fusjonskraftverk er at det ikke er avhengig av vind og vær. Det kan kjøre året rundt, døgnet rundt.