Kraftig magnet gir oss fusjonskraft fem år tidligere

Fusjon er den rene energiens hellige gral, men hittil har det blitt med drømmen. Nå gjør et nytt prosjekt med en sterkere elektromagnet og en betydelig mindre reaktor imidlertid veien til uendelig, grønn energi kortere.

Fusjon er den rene energiens hellige gral, men hittil har det blitt med drømmen. Nå gjør et nytt prosjekt med en sterkere elektromagnet og en betydelig mindre reaktor imidlertid veien til uendelig, grønn energi kortere.

Shutterstock

Forskere fra det amerikanske eliteuniversitetet MIT arbeider med en kompakt fusjonsreaktor som kan parkere alle konkurrentene.

Første spadestikk til reaktoren, med det gnistrende navnet Sparc, blir tatt neste vår. Sparc forventes å være klar til å lage ren, trygg og uuttømmelig kjernekraft allerede i begynnelsen av neste tiår – faktisk mye billigere enn tilsvarende prosjekter.

Det høres kanskje ut til å være for godt til å være sant. Men i en spesialutgave] av det vitenskapelige tidsskriftet Journal of Plasma Physics har uavhengige forskere fra universiteter over hele verden undersøkt prosjektets status.

Det er konsensus blant forskerne om at Sparcs design er lovende, så selv om fusjonsenergi har vært «like rundt hjørnet» i mange år, ser det nå ut til at det endelig kan være noe i det.

Forskere vil trekke solen ned på jorden

Fusjon er energiens hellige gral. Mens kjernekraftverk i dag fungerer ved fisjon – der energien kommer fra spaltingen av atomer – etterligner en fusjonsreaktor den prosessen i solen der hydrogenatomer smelter sammen og frigir enorme mengder energi. Prosessen er både billigere og renere, siden hydrogenet kommer fra sjøvann, og fusjonsreaktoren ikke slipper ut CO2.

Hvis man kan få den til å fungere. For fusjon er litt som å tenne et bål med vått ved: Siden atomene har kjerner med positiv ladning, har de ikke lyst til å være for tett på hverandre. Det krever derfor enten et gigantisk trykk eller glovarme temperaturer, mange millioner grader, hvis man skal tvinge dem sammen.

Det lyder vanskelig å gjenskape en slik prosessen her på jorden, og det er det også. Hittil har ingen klart å bygge en reaktor som faktisk produserer mer energi enn den forbruker.

Under fusjonsforsøk må man i dag tilføre energi for å holde i gang fusjonene, men målet med Sparc er å gjøre prosessen selvkjørende når den først har startet.

© 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. Varm helium starter kjedereaksjon

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

Ifølge forskerne som har undersøkt Sparc, blir den nye reaktoren i stand til å produsere 10 ganger så mye energi som den bruker.

Moderne elektromagnet gir Sparc stor fordel

Hittil har verdens øyne blitt vendt mot byggingen av den gigantiske ITER-reaktoren i Sør-Frankrike, som begynte i 2013 og forventes å være klar til å produsere fusjonsenergi i 2035.

Sparc mener de kan være klare fem år før, og det skyldes først og fremst reaktorens spesielle design.

Akkurat som ITER bruker Sparc en såkalt tokamak – et smultringformet kammer som inneholder den hydrogenplasmaen der fusjonen skjer. Plasmaen er så varm at den må holdes på plass av magnetisme for ikke å smelte reaktorveggene. Det klarer ITER ved hjelp av store elektromagnetisk spoler som skal nedkjøles med flytende helium.

Sparc bruker en nyere elektromagnetisk teknologi med såkalt høy-temperatur-superledere, som kan skape et mye større magnetfelt, og det får plasmaen til å ta mye mindre plass.

Derfor er den samlede Sparc-reaktoren på størrelse med en tennisbane, mens ITER er like stor som en fotballbane, noe som gjør at den kan bygges både raskere og billigere.