Framsteg inom fusionsenergi väcker hopp
Publicerad 2022-12-13
Amerikanska forskare har närmat sig svaret på hur man får ur mer energi av en fusionsreaktor än vad man stoppar in.
Nu väcks förhoppningar om en lösning på framtidens energiproblem.
Fusionsreaktioner har hållit solen lysande i över fyra miljarder år. Med hjälp av enbart väte som bränsle avger den mer energi på en sekund än all energi vi människor har förbrukat under vår tid på jorden.
Målet med fusionsforskningen är – enkelt uttryckt – att bygga konstgjorda solar på jorden genom att återskapa en liknande kärnreaktion.
På tisdagen togs ett litet, men betydande, steg på vägen dit.
För första gången har forskare lyckats få ut mer energi från en fusionsreaktion än vad de tillfört – en så kallad nettoenergivinst.
– Det här en en av de mest imponerande vetenskapliga bedrifterna under 2000-talet, säger USA:s energiminister Jennifer Granholm på en presskonferens.
Genombrottet gjordes vid Lawrence Livermore National Laboratory i Kalifornien, som drivs av USA:s energidepartement, där forskarna lyckades producera 2,5 megajoules, samtidigt som man förbrukat 2,1 megajoules.
– Den här milstolpen för oss ett stort steg närmre möjligheten till ett samhälle med en energiförbrukning, utan något avtryck på planeten. I framtiden skulle det kunna ge oss möjligheten att producera ren elektricitet, bränsle till transporter och industrier och mycket mer än så, säger Jennifer Granholm.
En dröm sedan länge
Att producera energi genom fusion har varit en dröm för fysikforskare sedan 1950-talet. En lockelse är att fusionskraften, till skillnad från kärnkraftsenergi, inte lämnar något radioaktivt avfall efter sig som måste slutförvaras tusentals år.
– Det är en milstolpe och en stor framgång att nå break-even, säger Jan Scheffel, professor på avdelningen för fusionsplasmafysik vid Kungliga Tekniska Högskolan (KTH).
Den amerikanska forskningsanläggningen använder sig av det som kallas tröghetsfusion, där 192 lasrar avfyras mot väteisotoper i het plasma. Plasman måste nå minst 150 miljoner grader, 10 gånger varmare än solens kärna. Manövern kräver enorm precision, men lyckas det fusioneras isotoperna till ett nytt grundämne, helium, och i processen bildas koldioxidfri energi.
Jan Scheffel påpekar att försöken i USA enbart räknar nettovinsten på det som skickas in i plasmat och det som kommer ut – inte energin från maskinen som skjuter världens största laser.
– Man måste betänka att det går åt 500 megajoule bara för att hålla i gång lasrarna, säger han.
Förespråkarna menar att fusionsenergin kan hjälpa oss ut ur klimatkrisen genom att det är ett utsläppsfritt alternativ som skulle kunna ersätta fossila bränslen.
– Den stora lockelsen är hållbar energi i miljontals år. Men vi i branschen är lite frustrerade över att det tar så lång tid, säger Jan Scheffel.
Är svårkontrollerad
De senaste åren har framsteg gjorts på olika håll i värden, men för den som hoppas på att gåtan om framtidens energi nu är löst får vänta lite till.
Enligt Jan Scheffel krävs det att man får ut mellan 10 till 50 gånger mer effekt än vad man matar in för att fusionsenergin ska bli kommersiellt gångbar.
– Sedan måste man bränna av tio sådana här kapslar i sekunden för att närma sig ett kraftverk på 1 000 Megawatt, säger han.
– I dag bränner man av något enstaka skott per dag, så det är en lång väg att vandra. Och det är inte så lätt att bara öka takten till tio gånger i sekunden.
Forskningsförsök på fusionsenergi pågår även för fullt på flera håll i Europa. I stället för laser används i flera fall magnetfält för att hålla den upphettade plasman på plats i reaktorn, men principen är densamma. Jan Scheffel arbetar med det som kallas magnetisk inneslutning, och han tror att det tillvägagångssättet har störst potential att lyckas i slutändan.
– Jag är övertygad om att det kommer att lyckas, men det går långsamt. Vi kommer ha en demonstrationsreaktor i gång i mitten av århundradet om vi följer den rutten som är utlagd nu, säger han.