Artikeln är över 8 år gammal

Ett steg närmare gränslös, ren energi

Tokamakreaktorn C-mod på MIT, USA.
Bild: Chris Bolin

Vilken kärnreaktor har fungerat i fyra och en halv miljarder år och kommer att mala på minst lika länge till?

Nå solen naturligtvis. Fast solen är ju inte den sortens kärnreaktor som finns till exempel i Lovisa eller Olkiluoto, alltså en fissionsreaktor, de där som producerar energi genom att klyva atomer.

Nej, solen fungerar enligt den motsatta principen, den producerar energi genom att slå ihop atomer. Väteatomer för att vara exakt. Det här kallas fusion.

Att kopiera den här metoden och tillämpa den i syfte att skapa energi här på jorden har länge varit forskarnas dröm, och just nu finns det faktiskt ett antal experimentreaktorer runtom i världen, bland annat JET (Joint European Torus) i England och ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) som är under konstruktion i södra Frankrike.

Slut på oljeberoendet

Fungerande fusionskraftverk skulle i princip lösa alla våra energiproblem för all framtid, för bränslet som de går på, väte, är universums allmännaste grundämne. Vanligt vatten består av väte och syre. Bränsleförrådet är i princip outtömligt.

Och så har vi det här med avfall. Ett fusionskraftverk producerar i princip inget radioaktivt avfall alls, inte som våra nuvarande kärnkraftverk vars avfall strålar ännu om hundra tusen år. Slår du ihop (=fusionerar) två väteatomer så får du en heliumatom, och helium är bland de mest harmlösa grundämnen som existerar.

Ja, och riskerna med en fusionsreaktor är betydligt mindre än med ett "gammalt" kärnkraftverk: du behöver inte oroa dig för en härdsmälta där reaktorkärnan löper amok och går rakt genom golvet och exploderar. En fusionsreaktor som drabbas av en störning kan inte göra det här, den slocknar helt enkelt som ett ljus.

Lättare sagt än gjort

Så varför har vi inte bakgårdarna fulla av fusionsreaktorer som mal ren, trygg och outtömlig elström åt oss? Nå, det är inte riktigt så enkelt som det låter.

För att efterlikna processen som pågår i solens hjärta så behöver vi skapa helt hårresande höga temperaturer, tiotals miljoner grader Celsius, flera gånger hetare än inne i själva solen. Den joniserade gasen, det så kallade plasmat som uppstår måste också ha ett visst tryck för att processen ska gå att uppehålla.

Och det är just det här med trycket som har visat sig vara särskilt svårt att uppnå. Men nu i fredags kom ett meddelande från MIT (Massachusetts Institute of Technology) i USA. De har en anläggning som heter Plasma Science and Fusion Center, och där finns en reaktor vid namn Alcator C-mod, och med hjälp av den har man lyckats skapa ett plasmatryck på 2,05 atmosfärer, vilket är 15 procent högre än det gamla rekordet från 2005.

Och det här är alltså en viktig milstolpe på vägen mot en fungerande fusionsreaktor.

Magnet eller laser?

Framför allt är det ett bevis för att den här metoden att framkalla vätefusion – så kallad magnetisk inneslutning – är rätt väg att gå, säger MIT i ett pressmeddelande. Det finns alltså andra, konkurrerande metoder att åstadkomma fusion, till exempel att bombardera vätebränslet med kraftiga laserstrålar.

ITER som byggs i Frankrike fungerar just med den här samma metoden som de kör med på MIT, magnetisk inneslutning. Både JET, ITER och MIT:s Alcator är så kallade tokamak-reaktorer; en tokamakär en kammare formad som en munkring där fusionsreaktionen äger rum, genom upphettning med enormt starka magnetfält, i Alcators fall uppemot åtta tesla, vilket är hundrasextio tusen gånger starkare än jordens magnetfält.

Temperaturen inuti Alcator under rekordkörningen var trettiofem miljoner grader Celsius, det hela pågick i två sekunder och under den här tiden ägde tre hundra trillioner fusionsreaktioner rum. Målet är naturligtvis att uppnå ett tillstånd där processen är självgående och oavbruten och att den producerar mer energi än den mängd som pumpas in i processen.

Tack och god natt, Alcator

MIT:s Alcator ska nu stängas ned och resurserna som hittills har gått till att uppehålla den ska styras till ITER, som hittills har gjort sig känd kanske främst för att sluka enorma mängder pengar, till dags dato mer än femton miljarder euro. ITER väntas stå klar år 2019 men fullskaliga deuterium-tritium-fusionsexperiment får vi vänta på till senare hälften av 2020-talet.

Dennis Whyte, chef för kärnforskningsavdelningen på MIT är hur som helst optimist. Han säger i ett pressmeddelande att det nyss avslutade lyckade experimentet på MIT bevisar att tokamakreaktorerna är det rätta valet på vägen mot fullfjädrade fusionsreaktorer, på så vis att de är tillgängliga snart nog för att hjälpa oss att bekämpa den globala uppvärmningen.

Låt oss hoppas att han har rätt.