Nytt gjennombrudd i Kina gjør at fusjon snart kan ble en ny kilde til ren og rikelig energi.
20. januar i Hefei i Kina satte «den kunstige solen», en eksperimentell innretning for kjernefusjon, ny rekord ved å holde et plasma på 100 millioner grader Celsius i 1 066 sekunder. Dette gjennombruddet viser et viktig steg mot å utvikle fusjonsreaktorer som kan produsere ren elektrisitet i stor skala.
Den «kunstige solen»
Dette er en innretning som etterligner fusjonsprosessen i Solens kjerne. Ved å styre og opprettholde et plasma ved svært høye temperaturer, legger den til rette for kjernefusjonsreaksjoner som frigir enorme mengder energi. Denne teknologien kan potensielt løse menneskehetens energiutfordringer en gang for alle og forandre måten vi produserer og lever på.
Innretningen ble utviklet tidlig på 1950-tallet av de sovjetiske fysikerne Igor Tamm og Andrej Sakharov, basert på en idé fra fysikeren Oleg Lavrentiev. Akronymet tokamak[1] betyr «toroidekammer med magnetspoler».
I en tokamak skjer fusjon av lette atomkjerner, som deuterium og tritium, noe som danner tyngre atomer og frigir varmeenergi. Denne energien absorberes av veggene i kammeret og kan deretter brukes til å produsere damp, drive turbiner og generere elektrisitet, slik man gjør i et vanlig kraftverk.
Gjennombruddet og dets betydning[2]
Det er første gang man har klart å holde en temperatur på 100 millioner grader i over 1 000 sekunder, og dette er et betydelig fremskritt.
Bygget i 2006 i Hefei, ble den eksperimentelle fusjonsenheten EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak – Avansert supraledende tokamak) utviklet for å undersøke lange pulser i plasma med høye verdier og stabil, sterk innesperring. Bare ved å forlenge driftstiden kan man skape de betingelsene som trengs for å produsere fusjonsenergi over lengre perioder.
Å nå 100 millioner grader i 1 000 sekunder er en historisk milepæl og regnes som en viktig bekreftelse på at fusjonsreaktorer kan bli driftssikre. For første gang har menneskeheten klart å simulere, i et eksperimentelt oppsett, de nødvendige vilkårene for stabil og effektiv drift av fremtidige fusjonsreaktorer.
Les også: Kasakhstan som inspirasjon: Hvordan Norge kan lære av en suveren og strategisk energipolitikk
For å oppnå dette har forskergruppen nådd flere milepæler: I 2012 holdt de 30 sekunder, i 2016 60 sekunder og i 2023 403 sekunder. Skal fusjonsenergi virkelig komme menneskeheten til gode, må fremtidige reaktorer fungere i over tusen sekunder. Denne oppnåelsen er et stort fremskritt for EAST og for forskning på fusjon med magnetisk innesperring, og den utgjør et viktig bindeledd mellom grunnleggende eksperimenter og praktiske anvendelser.
I tillegg til 1 000 sekunder er et annet tall ved den nye «kunstige solen» verdt å nevne: 100 millioner grader Celsius, som viser til temperaturen på elektronene i plasmaet. De når over 8,5 keV (kiloelektronvolt), altså rundt 9 keV. Omregnet til Celsius er det 100 millioner grader. Å holde og inneslutte et plasma ved en så høy temperatur er nettopp en av fordelene med tokamak-konseptet.
Dette viser Kinas evne til å spille en nøkkelrolle i utviklingen av fusjonsteknologi og baner vei for en ren og bærekraftig energikilde i fremtiden. Det bringer menneskeheten nærmere å bygge fusjonsreaktorer som kan produsere elektrisitet i stor skala uten å forurense.
Fusjon av deuterium-tritium: en lovende vitenskapelig vei
Muligheten for å utvinne fusjonsenergi fra reaksjonen mellom deuterium og tritium ble bevist allerede på 1990-tallet. I USA var Princeton University banebrytende, da de fikk til denne reaksjonen i et laboratorium. Mer nylig har forsøk i Europa med en tokamak gitt 68 megajoule fusjonsenergi gjennom en deuterium-tritium-reaksjon.
Reaksjonen mellom deuterium og tritium regnes som en viktig vitenskapelig vei for å løse fremtidens energiutfordringer.
Er vi fremdeles langt fra målet?
Selv om det fortsatt er en stor utfordring å produsere elektrisitet gjennom kjernefusjon, har de siste fremskrittene – særlig med EAST – brakt oss betydelig nærmere denne banebrytende teknologien. Ekspertene mener likevel at flere viktige skritt gjenstår: Utvikle robuste materialer som tåler kraftig bombardering fra plasmapartikler mot reaktorveggene; stabilisere energiproduksjonen, slik at resultatene kan gjentas i større skala; bygge fusjonsreaktorer og utvikle infrastruktur som kan gjøre fusjonsenergi til strøm på en lønnsom og jevn måte; redusere kostnader, slik at fusjon blir økonomisk konkurransedyktig med fossile og fornybare energikilder.
Målet ligger fremdeles flere tiår frem, men dette gjennombruddet er likevel en viktig milepæl. Blir fusjon en realitet, kan den gi en ren, nesten utømmelig energikilde og forandre samfunnet vårt i grunnleggende grad.
Hvilken innvirkning på menneskeliv og atmosfære?
Kjernefusjon har unike fordeler: nærmest ubegrenset tilgang på råstoff, høy sikkerhet og effektivitet, samt et svært lavt karbonavtrykk. Å bruke denne energien til å produsere strøm gir en ren kilde med nesten null utslipp.
Den mest umiddelbare bruken av «den kunstige solen» er å løse energikrisen. Om menneskeheten virkelig klarer å ta i bruk fusjonsenergi, blir det en formidabel omveltning. Å lykkes i å produsere stabil og vedvarende fusjonsenergi i et laboratorium ville være en stor energirevolusjon for menneskeheten.
Biproduktene fra fusjonsreaksjoner er stort sett helium, som er svært miljøvennlig. Denne teknologien går hånd i hånd med målet om klimanøytralitet.
Konklusjon
På verdensbasis er veien mot fusjon fremdeles lang. Likevel har fremskrittene de siste tjue årene, særlig resultatene fra den helhetlige supraledende tokamaken EAST, forkortet tiden det vil ta å utvikle fremtidige fusjonsreaktorer.
Sluttnoter
[1] Tokamak jf. WIKIPEDIA.
[2] Med innretningen «SWORD» tar Kina et nytt steg mot kjernefusjon, Adélie Clouet d’Orval, Geo, 22.01.2025.
Japan gjør atomkraft-comeback: Vil satse på stabil fusjonsreaktor
