I teksten om kjernefysisk fusjon så vi på hvorfor og hvordan fusjon skjer der forholdene er tilstede. Det vi ikke så noe på er de testreaktorene som finnes i dag, og hvor vi egentlig befinner oss i forskningen.

ITER

ITER, kort for International Thermonuclear Experimental Reactor, er et forskningssamarbeid mellom 35 ulike land. Fusjonsreaktoren er nå under konstruksjon sør i Frankrike, og vil bli verdens største tokamak når den står ferdig. ITER har som mål å være det siste steget på veien fra forskning på fusjon til et fungerende kommersielt fusjonskraftverk. Ytelsesmessig er målet å produsere 500 MW fra fusjon, samtidig som en kun bruker 50 MW på å holde plasmaet i fusjonstilstand. Dette vil altså tilsvare en nettofortjeneste på 450 MW! Dette har ingen gjort før.

Med tillatelse fra ITER Organization.

I sammenheng med fusjonsreaktorer bruker man ofte bokstaven Q når man snakker om netto fortjeneste på energi. En måte å definere Q-faktoren på $$Q=\frac{E_{\text{fra fusjonen}}}{W_{\text{for å holde plasmaet i fusjontilstand}}}$$Altså er det forholdet mellom energien fra fusjonsprosessen og det arbeidet som må gjøres for å holde plasmaet i fusjonstilstand. Jo høyere Q-verdi, jo mer effektiv er prosessen. Den høyeste oppnådde Q-verdien i dag (juli 2018) har JET-reaktoren (Joint European Torus), som står i Oxfordshire i England. I 1997 oppnådde JET en Q-verdi på 0.64, da det ble produsert 16 MW energi fra fusjonen, med 24 MW gikk til å holde prosessen i gang. Hvis ITER oppnår målet sitt i avsnittet over, vil de få en Q-verdi på 10, og med det vil de knuse JET-reaktorens rekord.

Fusjonsreaktoren er fortsatt under konstruksjon, og per dags dato er “first plasma”, dvs. første forsøk på fusjon av deuterium og tritium, planlagt til 2025. ITER har sagt at det oppstod noen flere problemer med prosjektet nylig og at tidsrammen skal revurderes innen slutten av 2023.

Andre aktører

ITER er ikke alene på fusjonskraftverkmarkedet. Der finner vi også andre aktører, både statlige og private. Generelt er fusjon i vinden for tiden, og utviklingen går framover. Hos den kanadiske private aktøren General Fusion, har de en litt annen tilnærming til fusjonsreaktoren enn hos ITER. Her prøver de å “presse sammen” plasmaet ved hjelp av stempler for å oppnå optimale forhold for fusjon. Du kan lese mer om sammenhengen mellom trykk og temperatur i denne teksten.

Med tillatelse fra General Fusion.

Hos National Ignition Facility (NIF) i USA finner vi verdens sterkeste laser, og nok en annen tilnærming til hvordan en skal få i gang fusjonsprosessen. I korte trekk, prøver NIF å bombardere en liten pellet bestående av hydrogenisotopeneIsotoper av et grunnstoff er atomer med likt antall protoner i kjernen, men forskjellig antall nøytroner i kjernen. For eksempel er protium, deuterium og tritium tre isotoper av hydrogen, med henholdsvis 0,1 og 2 nøytroner i tillegg til det ene protonet som gjør atomet til hydrogen. deuteriumEn isotop av hydrogen. Det er stabilt, dvs. ikke radioaktivt. Har et proton og et nøytron i kjernen. og tritiumEn isotop av hydrogen. Det er ustabilt, dvs. radioaktivt. Har et proton og to nøytron i kjernen., fra 192 forskjellige kanter med deres laser. Dette vil få pelleten til å implodere, og forholdene for fusjon vil være tilstede. NIF har klart å utføre verdens første fusjonsreaksjon med netto energigevinst. Dette er en viktig milepæl og vi kan håpe at dette skyter fart på fremgang innen feltet.

Fusjon og framtiden

Selv om vi nærmer oss drømmen om en verden drevet av ren fusjonskraft, er det fortsatt langt igjen å gå. I sammenheng med ITER har vi stadig sett utsettelser, og ekstra kostnader. Dette fører selvfølgelig til skepsis og politisk motstand. Spørsmålet er om utsettelsene og de ekstra kostnadene vil være verdt det til slutt, eller om vi vil møte på både teoretiske og praktiske problem vi rett og slett ikke klarer å løse. Enn så lenge er kanskje alternativ som vann- og vindenergi gode miljøvennlig alternativ, og ikke minst; veldig mye billigere! Allikevel; hvis finansieringen til fusjonforskningen stopper, kan verdens beste energikilde gå oss hus forbi. Vi får derfor håpe på nye banebrytende framskritt i snar fremtid, som gjør opp for utsettelsene og de ekstra kostnadene.