Fusionskraft har længe været betragtet som den hellige gral af alternativ energi. Ren, rig kraft, skabt gennem en selvbærende proces, hvor atomkerner smeltes sammen ved ekstremt høje temperaturer. At nå dette har været målet for atomforskere og fysikere i over et halvt århundrede, men fremskridt har været langsomt. Mens videnskaben bag fusionskraft er solid, har processen ikke nøjagtigt været praktisk.
Kort sagt kan fusion kun betragtes som en levedygtig form for magt, hvis den mængde energi, der bruges til at starte reaktionen, er mindre end den producerede energi. Heldigvis er der i de senere år taget en række positive skridt hen imod dette mål. Det seneste kommer fra Kina, hvor forskere ved Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST) for nylig rapporterer, at de har opnået en fusionsmilepæl.
Mange forskellige fusionskoncepter er blevet foreslået og testet i årenes løb. I øjeblikket er de to mest populære designs den inertielle indeslutningstilgang og tokamak-reaktoren. I det tidligere tilfælde bruges lasere til at smelte sammen pellets med deuteriumbrændstof til at skabe en fusionsreaktion. I sidstnævnte involverer processen et torusformet indeslutningskammer, der bruger magnetiske felter og en intern strøm til at begrænse plasma med høj energi.
Ved hjælp af en tokamak, der har tre forskellige træk - et ikke-cirkulært tværsnit, fuldt superledende magneter og fuldt aktivt vandkølet plasmaovervendende komponenter (PFC'er) - videnskabsfolk ved EAST-anlægget meddelte i sidste uge, at de var i stand til at producere brintgas var tre gange varmere end solens kerne (ca. 50 millioner ° C; 90 millioner ° F) og var i stand til at opretholde denne temperatur i et rekordstort 102 sekunder.
Dette er ikke en lille præstation, da indeslutning og vedvarende temperaturer er afgørende for at skabe fusionskraft. Når fusionsreaktorerne først er initieret, skal de være i stand til at holde reaktionen i gang i en lang periode, hovedsageligt fordi den mængde energi, der kræves for at initiere den, er betydelig. Men selvfølgelig er det ganske vanskeligt og potentielt farligt at opretholde og begrænse et sådant plasma med høj energi.
At være i stand til at opretholde plasma med høj energi i over halvandet minut placerer EAST-anlægget, som er en del af Institute of Physical Science i Hefei i Jiangshu, et skridt foran i det globale fusionsløb. Ved at genskabe de stabile forhold, under hvilke fusion naturligt forekommer - dvs. i Solens indre - kunne menneskeheden være et skridt tættere på drømmen om ren og praktisk talt ubegrænset energi.
Men selvfølgelig er der en vis skepsis over for denne påstand. Indtil videre har der kun været en meddelelse fra Institut for Fysisk Videnskab om at fortsætte. Og indtil der foreligger peer-reviewede resultater, forbliver kravet ubekræftet. Hvis deres resultater bekræftes, betyder det imidlertid, at der sandsynligvis vil være en vis konkurrence for at se, hvem der kan få stadig bedre resultater. Og den konkurrence er muligvis allerede i gang!
Kun få dage før EAST-anlægget annoncerede denne milepæl, fortalte forskere ved Karlsruhe Institute of Technology (KIT) i Tyskland en egen meddelelse. Her hævdede forskere, at Wendelstein 7-X (W7X) stellarator - den største fusionsreaktor af sin art - med succes havde formået at producere og opretholde brintplasma for første gang.
Tilsvarende i design som en tokamak, anvender en stellerator snoede ringe og eksterne magneter til at begrænse plasma. Som et af de bedst kendte som eksempler på en stellarator, var Wendelstein 7-X i stand til at opvarme brintgas til en temperatur på 80 millioner grader celsius og opretholde plasmaskyen i et kvart sekund. Kort sagt opnåede de en reaktion, der producerede mere energi, men i meget mindre tid.
I de kommende år forventes flere nyheder på fusionsfronten, når projekter som International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER) går online. Beliggende i det sydlige Frankrig, vil ITER ansætte verdens største eksperimentelle tokamak-reaktor og vil være det største eksperiment i fusion til dato. ØST-anlægget har angivet, at det agter at være direkte involveret i ITER og vil give deres erfaring og ekspertise.
Selvom vi stadig er mange år væk fra fusionsreaktorer, der løser alle vores energiproblemer, er det godt at vide, at vi tager de passende skridt hen imod at gøre det til virkelighed. Hvem ved? En dag ser vores børn (eller børnebørn) muligvis tilbage på det tidlige 21. århundrede som ”pre-fusion era” og spekulerer på, hvordan det er, vi nogensinde har formået at komme forbi!
