Russerne laget TOKAMAK i 1964

Tekst: Temudjin Borjigin

Foto: Tass

Verden står i dag overfor et gjennombrudd i fusjonsreaktor-teknologi. Enorme summer settes inn på oppløpet. Hva mange ikke er klar over er at to geniale russiske forskere gjorde dette allerede for 70 år siden.

TOKAMAK

I dag har alle store land egne fusjonsreaktorer. Og problemene er de samme. Å finne et stoff som tåler den ekstreme varmen i den kunstige solen. Av respekt for de russiske pionerene har vitenskapen adoptert og beholdt navnet på kammeret i den russiske-magiske maskinen - TOKAMAK.

Kjernefusjon

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.

Dampturbiner

Målet er å kontrollere den varme plasmaen, og dessuten lære seg hvordan man stopper prosessen. Når dette er gjort så er selve energiproduksjonen ganske enkel. Også å forklare. Nøytronene fra den overflødige energien varmer opp veggene i en beholder kalt Tokamak, slik at man kan lage god gammeldags damp som kan drive turbiner som lager elektrisitet.

T-1

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. Reaktoren var kjent som T-1, og var den første reaktoren som klarte å opprettholde et plasmaløp i flere sekunder ved hjelp av magnetiske felter.

Pionerer

Russland var pioner innen forskning på tokamak og termonukleær fusjon, og gjorde noen betydelige fremskritt på området. Men til tross for dette, opplevde de også noen utfordringer og begrensninger som hindret dem fra å oppnå kontrollert termonukleær fusjon.

Manglet materialer

En av de største utfordringene russerne hadde var at det kreves ekstremt høye temperaturer og tettheter for å initiere og opprettholde termonukleære fusjonsreaksjoner. Dette betyr at det trengs store mengder energi for å opprettholde plasmareaksjonen i tokamaken. De klarte heller ikke å lage materialer som tålte den intense varmen og strålingen som plasmaet produserer.

Torus

I en tokamak dannes et plasma av hydrogen eller en blanding av hydrogen og deuterium inne i en ringformet beholder kalt en torus. Plasmaet blir oppvarmet til ekstremt høye temperaturer høyere enn i solens indre. Russerne tenkte helt riktig da de laget et magnetfelt til å holde plasmaen på plass og hindre at den kom i kontakt med veggene i beholderen.

Russerne klarte det

Sakharov og de russiske forskerne lykkes utrolig nok med å starte sin fusjonsreaktor! For å sette i gang prosessen måtte de klare å holde en temperatur på over hundre millioner grader. De fikk temperaturen og tettheten i plasmaet opp til tilstrekkelig høye verdier, og startet den nukleære fusjonsreaksjonen! Plutselig så de at energi ble frigjørt i form av varme! De hadde lykkes!

På rett spor

Det er vanskelig å forestille seg følelsen de russiske forskerne hadde inne i seg når de forsto at de kanskje sto på terskelen til en science-fiction-maskin som kunne gi energi til evig tid. Den russiske fusjonsreaktoren smeltet sammen isotopene tritium og deuterium. Og det er akkurat det dagens fusjonsreaktorer bruker.

Igor Kurchatov

Kurchatov-instituttet, offisielt kjent som Det russiske føderasjons statlige vitenskapelige senter for forskning og utvikling innen atomenergi navngitt etter Igor Kurchatov, er et av de ledende vitenskapelige forskningssentrene i Russland, som har spesialisert seg på forskning innen kjernefysikk, energi, materialvitenskap, nanoteknologi og informasjonsvitenskap.

Atomvåpen

Instituttet ble grunnlagt i 1943 under andre verdenskrig som en del av Sovjetunionens atomvåpenprogram, og var oppkalt etter den kjente fysikeren Igor Kurchatov som var en av grunnleggerne og direktøren av instituttet. Instituttet spilte en avgjørende rolle i utviklingen av Sovjetunionens atomvåpen og bidro også til utviklingen av sivile kjernekraftverk i landet.

Hermer

I realiteten gjør forskere i USA, Kina, Korea og Europa akkurat det samme som de russiske forskerne gjorde på femtitallet, men de forbederer prosessen og benytter bedre og sterkere materialer.

Europa

Kina, Korea, India og USA har egne prosjekter. I Europa heter prosjektet ITER der både Norge og Russland deltar sammen. Den europeiske solen skal utplasseres i Cadarache i Frankrike og vil i første omgang produsere fem hundre megawatt fusjonskraft.