Foto: CNNC/motparten
Tekst: Johan Olav Enerstvedt
Dato: 06.11.24
Det er ikke mer enn noen år siden motparten skrev at Korea hadde satt ny verdensrekord med tyve sekunder fusjonsreaksjon. Det var bra, men bare en liten økning i forhold til kreative russere som klarte fire sekunder for 70 år siden. Nå melder kineserne at de har klart 1056 sekunder! Det er kjempebyks i riktig retning. Klarer man kontinuerlig drift har man løst jordas energiproblemer.
Hundre millioner grader
Det er enkelt å forklare hva kineserne prøver på. Det er å ha en eksakt kopi av vår egen sol fanget i et kammer. Inne i solen som gir planeten jorden både lys og varme foregår det en kontinuerlig fusjonsprosess. Den glovarme plasmaen holder utrolige hundre millioner grader. Det gjør også den kunstige solen i Kinas nye Tokamak. Problemet har derfor vært å finne ut hva veggene i kammeret som skal være laget av for å holde på den kunstige solen outen å smelte eller gå i oppløsning.
Verdensrekord
Da Korea satte ny verdensrekord for et par år siden jublet forskere verden over. KSTARs verdensrekord på tyve sekunder ble regnet som et bevis på at det var mulig å ha en lønnsom kommersiell kjernefysisk reaktor med fusjon. At Kina nå klarer hele 16 minutter viser at menneskeheten er på god vei til å løse verdens energiproblemer en gang for alle.
Tokamak
Historien bak utviklingen av Tokamak i Russland går tilbake til 1950-tallet, da forskere ved det sovjetiske Kurchatov-instituttet begynte å utforske muligheten for å bruke kjernefusjon som en kilde til energi. På den tiden var fusjonsreaktorer en ny ide, og få forskere i vesten trodde det var mulig å kontrollere fusjonsprosessen. Som hentet ut av en Terminator-film gjorde russerne alvor av planene sine. I 1964 bygget de verdens første fungerende Tokamak-reaktor ved Kurchatov-instituttet under ledelse av fysikerne Igor Tamm og Andrei Sakharov.
Science fiction
Reaktoren var kjent som T-1, og var den første reaktoren på kloden som klarte å opprettholde et plasmaløp i flere sekunder ved hjelp av magnetiske felter. Det skulle gå nesten 70 år før Korea satt ny verdensrekord med tyve sekunder. At Kina nå offentligjør at de kan ha en Tokamak gående i over et kvarter er derfor intet mindre enn en sensasjon.
Ubegrenset energi
Målet med fusjonsreaktorer som Tokamak er nettopp å oppnå kontinuerlig drift for å produsere stabil og pålitelig energi over lengre tid. I en ideell fusjonsreaktor vil plasmaet holdes i et stabilt kammer, slik at fusjonsreaksjonene kan fortsette uten avbrudd – noe som i prinsippet kan gi en praktisk, ubegrenset energikilde, som en "kunstig sol."
Toppen
Kina sier de ikke vil skjerme forskningen for seg selv, men dele den med resten av verden.
Manglet materialer
En av de største utfordringene russerne hadde var at de ikke klarte å lage materialer som tålte den intense varmen og strålingen som plasmaet produserer. De indre veggene i reaktoren må tåle intense varmebelastninger og stråling fra plasmaet uten å svekkes eller forurense plasmaet. Nye materialer og kjøleteknologier utvikles derfor for å håndtere dette.
Magnetfelt
Alle moderne Tokamaker har i dag gitt opp å legge plasmaen inntil et annet materiale. Et materiale som tåler å flyte på solens overflate er ennå ikke oppfunnet. Derfor lager forskerne sterke magnetfelt for å holde plasmaet på plass. Magnetene krever høy stabilitet og lav temperatur. Superledende magneter som kan operere over tid uten betydelig varmetap er avgjørende for kontinuerlig drift.
Alle prøver
Det er ikke bare i Kina og i Korea at man arbeider med en fusjonsreaktor. EU har ITER er et internasjonalt samarbeidsprosjekt med basei Frankrike. ITER har som mål å produsere 500 MW med termisk kraft ved å bruke termonukleær fusjon. ITER er et samarbeid mellom 35 land. USA har National Ignition Facility, et avansert anlegg som er en del av det amerikanske Department of Energy's National Nuclear Security Administration.
Q1
I det pågående forskningsarbeidet i Kinas HL-3 er det å oppnå kontinuerlig, selvopprettholdende fusjon et avgjørende mål. Dette betyr at plasmaet må kunne opprettholde sin egen temperatur og stabilitet over tid uten kontinuerlig ekstern energitilførsel, noe som kalles "brennende plasma." For å kunne generere netto energi, må reaktoren produsere mer energi fra fusjonen enn det krever å opprettholde inneslutningen og varmen i plasmaet. Dette kalles "Q>1", hvor Q er forholdet mellom utgangsenergi og inngangsenergi.
Lager kontrollpanel
Kina har nå offentligjort detaljer om et nytt digitalt tvillingsystem som sanntidssynkroner beregninger og overvåking av vakumkammerets tilstand, noe som er avgjørende for kontroll og sikkerhet i prosessen. Systemet markerer et betydelig fremskritt for å sikre trygg drift og stabil kraft. Ifølge kinesiske talsmenn legger den nye teknologien et grunnlag for utvikling av et kontrollpanel som etter hvert kan bli brukervennlig som et operativsystem.
Vil dele
Kina sier de ikke vil skjerme forskningen for seg selv, men dele den med resten av verden. De har derfor invitert forskningsinstitutter og universiteter fra land som Frankrike og Japan til å observere prosessen. Kina håper og tror at man sammen kan utvikle en nye og forbedret magnetfeltstruktur, som for første gang kan holde fast solen på en trygg og sikker måte.
Hovedsiden