Fusion kan levere strøm til dine gadgets

Det har taget 19 år og over 1,1 millioner arbejdstimer at udvikle og bygge Wendelstein 7-X. Nu er reaktoren klar til at blive startet op, og hvis alt går, som det skal, vil den demonstrere kernefusion med positivt energiudbytte.

Den tyske reaktor kaldes en stellarator, og ligesom solen fungerer den ved hjælp af kernefusion. Dette er i modsætning til alle kernekraftværker, der er i brug i dag, som i stedet er afhængige af fission. I fission spaltes kerner, og i processen frigives energi i form af gammastråler. Disse absorberes af reaktoren og omdannes til varmeenergi. Under fusion kollapser brintatomer i stedet under ekstrem varme og tryk, og omdannes til tungere heliumatomer. Energi frigives i processen. Dette er, hvad der foregår på solen, og som forsyner hele solsystemet med energi.

Uden radioaktivt affald
En fordel ved fusionsenergi er, at den i modsætning til den traditionelle fissionsenergi ikke efterlader noget radioaktivt affald, og ved utætheder i anlægget, vil anlægget simpelthen stoppe, fordi trykket bliver for lavt, eller der ikke er varme nok. Hvis man formår at producere fusionsenergi i et kontrolleret miljø, kan den således betragtes som en helt sikker – og meget grøn – energi. Mange tror, ​​at fusion er fremtiden for energiproduktion, og svaret på verdens forurening og global opvarmning. I et fusionskraftværk kan et gram brint teoretisk generere 90.000 kilowatttimer energi. Svarende til, hvad man får ved afbrænding 11 tons kul!

I dag fokuseres der meget på, at hi-fi-forstærkere og andre elektroniske produkter skal være så energieffektive som muligt, og helst bruge ned til 0,5 watt i standby-tilstand. Hvis verden skulle gå over til fusionsenergi, vil hele verdens energibehov være dækket i millioner af år. Fordi kilden til brændstoffet, hydrogenisotopen deuterium, er havvand.

En ulempe er, at det kræver enorme mængder af energi at få hydrogen til at fusionere til helium. Indtil videre er der ingen, der har kunnet demonstrere fusion uden at bruge mere energi, end der kom ud. Men fra computersimuleringer ved vi, at denne hurdle er teoretisk mulig at overvinde. Og man ved også, hvordan det i princippet kan gøres.

Et andet problem er den enorme mængde varme, der genereres i en sådan proces. Fusionen sker ved hjælp af plasma med en temperatur på hele 100 millioner grader! Det kræver lidt af en konstruktion for ikke bukke under for naturens love!

Se Science Magazines videopræsentation af fusionsreaktoren Wendelstein 7-X:

7,5 milliarder kroner
Wendelstein 7-X skulle egentlig have været færdig i 2006, men blev forsinket. Hele projektet har kostet mere end en milliard euro, eller 7,5 milliarder kroner. Det er en stor sum i betragtning af, at dette ikke er en generator til kommerciel brug, men blot en, der skal vise, at det er muligt at opnå et positivt energiudbytte af fusion. For når det handler om at modstå de enorme plasmatemperaturer, er generatoren kun er i stand til at operere i intervaller på en halv time ad gangen, før den skal afkøles. Hvis dette lykkes, er det dog stadig en milepæl i fusionens historie, da kontinuerlig drift hidtil aldrig er blevet demonstreret.

Superledende magneter
Reaktoren er med sin højde på 3,5 meter og bredde på 16 meter den største, der er bygget af denne type. Den bruger 70 forskellige superledende magnetiske spoler nedkølet med flydende helium. Spolerne slynger sig i et mønster, der mest af alt ligner et kunstværk. Mønsteret ikke tilfældigt, men nøjagtigt beregnet på en supercomputer for at opnå det størst mulige energiudbytte. Samlet set taler vi om 425 tons superledende magneter, som tilsammen skal lede 12.800 ampere strøm gennem et magnetfelt på 3 Tesla: Én Tesla-enhed lavere end CERNs gigantiske partikelaccelerator.

Hvis Wendelstein 7-X viser sig at være en succes, vil dette føre fusionsteknologien et vigtigt skridt videre mod realisering. Svaret får vi snart!

Kilder:
sciencemag.org
Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP) (pdf-dokument)
Wikipedia: Fusion Power

Artikelillustration: IPP

Geir Gråbein Nordby

(f. 1978): Journalist. Gråbein har aldrig haft et fuldtidsjob, før han kom til Lyd & Billede. Her har han til gengæld været næsten halvdelen af sit liv, siden han i 2001 sendte en jobansøgning til den forkerte adresse (han ville egentlig søge job i et lydstudie af samme navn). Gråbeins ekspertise er hovedsagelig inden for hi-fi, hovedtelefoner og hjemmebiograf, men det sker, at han brillerer på andre områder.