Illustration af reaktor med lilla fusionsenergi

Forskere antænder næsten fusion-revolution

I nyt eksperiment kommer fysikere tæt på at få lige så meget energi ud af en fusionsreaktor, som de skyder ind. Hvis de opnår balance i regnskabet, kan fusionskraft snart forsyne verden med uendelige mængder grøn energi.

I nyt eksperiment kommer fysikere tæt på at få lige så meget energi ud af en fusionsreaktor, som de skyder ind. Hvis de opnår balance i regnskabet, kan fusionskraft snart forsyne verden med uendelige mængder grøn energi.

Shutterstock

For nyligt lykkedes det amerikanske forskere at frembringe hele 1,3 megajoule (MJ) energi ved hjælp af fusion.

Reaktoren brugte til gengæld 1,9 MJ, og eksperimentet markerer et lige-ved-og-næsten-øjeblik i jagten på at gøre fusionsenergi rentabel - og uendelig.

Hvis det lykkes at hive mindst lige så meget energi ud af fusionen, som det kræver at sætte den i gang, kan det blive starten på en grøn revolution indenfor energi-sektoren med enormt potentiale for ny teknologi.

Atomers bryllup er kæmpe kraftudladning

Fusion sker, når to eller flere atomerkerner forenes til et tungere atom.

Udover at smelte de to atomer sammen skaber deres giftermål også en stor mængde energi - ligesom når atomer deler sig ved 'fission', også kendt som atomkraft.

Videnskabsmand står i fusionsreaktor

Fusionsreaktoren ved Lawrence Livermore National Laboratory skyder laser gennem et sindrigt system på størrelse med tre fodboldbaner, inden strålerne opvarmer en lille beholder med brint til mere end 100 millioner grader.

© LLNL

Problemet ved fusionsenergi er, at det er både omstændigt og dyrt at sætte gang i fusionen.

Ved National Ignition Facility i Californien bruger forskerne et avanceret system af lasere på størrelse med tre fodboldbaner til at opvarme en lille guld-beholder til mere end 100 millioner grader.

I beholderen sidder en pille af brint på størrelse med tykkelsen af et menneskehår, og de ekstreme temperaturer forvandler atomerne til et elektrisk ledende plasma, inden de fusionerer til helium.

For at undgå at brændstoffet rører beholderens vægge og nedkøles, så fusionen går i stå, bliver det holdt fanget af et magnetfelt.

Det uendelige ægteskab mangler tænding

Forsøget den 8. august fusionerede de to brint-isotoper deuterium (eller tung brint) og tritium (supertung brint) til helium.

Samtidig producerede reaktionen mere end ti kvadrillioner (10.000.000.000.000.000) watts strøm, skriver forskerne bag forsøget i en pressemeddelelse - men kun i omkring 20 nanosekunder.

Under fusionsforsøg i dag skal der løbende tilføres energi for at holde fusionerne igang – men målet med Sparc er at gøre processen selvkørende, når den først er startet.

© Oliver Larsen

1. Brint og brint danner helium

Brintkerner opvarmes med energi, der til­føres udefra. Det får tung brint og supertung brint til at fusionere og danne varme heliumkerner.

© Oliver Larsen

2. Varm helium starter kædereaktion

Heliumkernerne bliver så varme, at brint­kernerne fusionerer til nye heliumkerner, der igen starter nye fusioner – såkaldt antænding.

Det svarer til lidt mere end 1,3 MJ, mens det kostede 1,9 MJ at sætte gang i det store maskineri.

Fysikerne ved Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) var derved 0,6 MJ - eller omtrent tredive procent - fra at opnå, hvad fusionsforskere kalder 'ignition' (dansk: 'antænding'), dvs. et energi-udbytte mindst lige så stort som reaktorens forbrug.

Når fusionsreaktoren når denne grænse, danner processen energi nok til at opretholde sig selv.

Stjernekraft skal gøre fremtiden grøn

Eftersom fusionen teoretisk kan fortsætte for evigt og konstant skabe strøm, har den enormt potentiale som fremtidens energikilde.

Et utal af beviser hænger på nattehimlen: I stjernernes indre fusionerer fortrinsvis brint og helium i millioner af år og holder stjernen brændende varm.

Håbet er, at videnskaben kan genskabe de astronomiske kraftværk, hvilket vil give os uanede mængder af miljøvenlig strøm.

Så længe fusionen sker med supertung brint er den dog radioaktiv, men slet ikke i samme grad som atomkraft fra fission, og forsøg med andre brændstoffer er allerede undervejs.

De amerikanske forskere er endnu ikke sikre på, hvorfor de lige pludselig opnåede resultatet på 1,3 MJ, der er otte gange bedre end deres tidligere rekord fra tidligere i år.

Når de finder ud af det, er den grønne fusionsenergi tættere på end nogensinde før.