Fusjon kan drive våre dingser

Det har tatt 19 år og over 1,1 millioner arbeidstimer å utvikle og bygge Wendelstein 7-X. Nå er reaktoren klar til å startes opp, og hvis alt går som det skal vil den demonstrere kjernefysisk fusjon med positivt energiutbytte.

Den tyske reaktoren kalles en stellarator og baserer seg på kjernefysisk fusjon, akkurat som solen. Dette i motsetning til alle atomkraftverkene som er i bruk i dag, som i stedet belager seg på fisjon. I fisjon spaltes atomkjerner, og i prosessen frigjøres energi i form av gammastråler. Disse absorberes av reaktoren og konverteres til varmeenergi. Under fusjon kollapser derimot atomer (hydrogen) under ekstrem varme og trykk, og forvandles til tyngre atomer (helium). Energi frigjøres i prosessen. Det er dette som foregår på solen, og som forsyner hele solsystemet med energi.

Uten radioaktivt avfall
En fordel med fusjonsenergi er at det i motsetning til tradisjonell fisjonsenergi ikke etterlater seg noe radioaktivt avfall, og ved lekkasjer i kraftverket vil prosessen rett og slett stanse som følge av at trykket blir for lavt eller det ikke er varmt nok. Klarer man å produsere fusjonsenergi i kontrollerte former, er dette dermed ansett som en helt trygg – og meget miljøvennlig – energikilde. Mange mener derfor at fusjon er fremtiden innen energiproduksjon, og selve svaret på verdens forurensning og global oppvarming. I et fusjonskraftverk kan ett gram med hydrogen teoretisk generere 90.000 kilowattimer med energi. Tilsvarende det man får fra å brenne 11 tonn kull! I dag fokuseres det mye på at hi-fi-forsterkere og andre elektronikkprodukter skal være så energieffektive som mulig, og gjerne bruke ned mot 0,5 watt i standby-modus. Om verden skulle gå over til fusjonsenergi, vil hele verdens energibehov dekkes i millioner av år fremover. Fordi kilden til drivstoffet, hydrogenisotopet deuterium, er sjøvann.

En ulempe er at det kreves enorme mengder energi for å få hydrogen til å fusjonere til helium. Så langt er det ingen som beviselig har klart å demonstrere fusjon uten å bruke mer energi inn enn de får ut. Men ved datasimuleringer vet man at denne biten er teoretisk mulig å overkomme − og man vet også hvordan det i prinsippet kan gjøres.

Et annet problem er den enorme mengden varme som oppstår i en slik prosess. Fusjonen skjer ved hjelp av plasma som holder en temperatur på hele 100 millioner grader! Det krever litt av en konstruksjon for å ikke gi etter for naturlovene!

Se Science Magazines videopresentasjon av fusjonsreaktoren Wendelstein 7-X.

9 milliarder kroner
Wendelstein 7-X skulle egentlig stå ferdig i 2006, men ble forsinket. Hele prosjektet har kostet over en milliard euro, eller ni milliarder kroner. En stor sum, med tanke på at dette ikke er en generator ment på kommersielt bruk, men en som bare skal demonstrere at det er praktisk mulig å få positivt energiutbytte av fusjon. For når det gjelder å motstå den enorme plasmatemperaturen, er generatoren bare i stand til å operere i intervaller på en halvtime om gangen, før den må avkjøles. Hvis den får til dette, er det likevel en milepæl i fusjonshistorien, ettersom kontinuerlig drift så langt ikke har vært demonstrert.

Superledende magneter
Reaktoren er med sin høyde på 3,5 meter og bredde på 16 meter den største som har blitt bygget av denne typen. Den bruker 70 ulike superledende magnetiske spoler nedkjølt med flytende helium, slynget i et mønster som ser mer ut som et kunstverk enn noe annet. Mønsteret er ikke tilfeldig, snarere nøyaktig beregnet av en superdatamaskin, for å gi høyest mulig effektutbytte. Totalt snakker vi 425 tonn med superledende magneter, som til sammen skal frakte 12,8 kiloampere strøm gjennom et magnetisk felt på 3 Tesla: en tesla-enhet lavere enn CERNs gigantiske partikkelakselerator.

Dersom Wendelstein 7-X viser seg å være vellykket, vil dette ta fusjonsteknologi et viktig steg videre mot realisering. Svaret får vi snart!

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

Artikkelillustrasjon: IPP