Stort gennembrud inden for kernefusion: Forskere opnår antænding
Der er sket et stort gennembrud i forskningen i kernefusion. Efter flere års forskning lykkedes det 8. august 2021 et enormt hold af forskere fra National Ignition Facility (NIF) ved Lawrence Livermore National Laboratory’s (LLNL) i Californien i USA at opnå antænding i en kernefusionsproces.
Resultatet af forskningen er netop blevet udgivet i tre fagfællebedømte videnskabelige artikler – det ene i tidsskriftet Physical Review Letters og de to andre i tidsskiftet Physical Review E (artikel 1 og artikel 2). Bag artiklerne står mere end 1 000 forfattere.
Læs også: Privat virksomhed opnår stort gennembrud inden for kernefusion
Selvforsynende fusionsreaktion ved antænding
Kernefusion er den proces, som driver solen og andre stjerner. Kernefusion foregår ved at sammensmelte kerner i form af brintatomer, som kolliderer med nok kraft til at smelte sammen og danne heliumatomer, der frigiver enorme mængder af energi som et biprodukt. Når brintplasmaet antænder, bliver fusionsreaktionen selvforsynende – en proces der er nødvendig for at kunne bruge den til at generere elektricitet.
Kernefusion har i lang tid været anset som et af de bedste bud på en grøn og utømmelig energikilde, da der ingen fossile brændsler bruges eller udledes. Kerneprocessen kræver nemlig kun brint – og helium, som er biproduktet, kan bruges i mange industrier.
Problemet har været at opnå en antænding i denne proces – og det er altså det, som det nu er lykkedes de mange forskere at skabe i et eksperiment. I det seneste gennembrud registrerede forskerne et energiudbytte på mere end 1,3 megajoule i en periode på få nanosekunder. Til sammenligning svarer 1 megajoule til den kinetiske energi, når en masse på 1 ton bevæger sig med 160 kilometer i timen.
I forsøget opnåede forskerne antændingen ved at opvarme og komprimere et varmepunkt bestående af deuterium-tritium, som er brint med henholdsvis en og to neutroner, ved brug af et stempel lavet af samme materiale. Denne proces skabte det voldsomt trykbærende brintplasma.
Læs også: Atomkraft? Ja tak
Dørene for et nyt eksperimentelt regime er åbnet
Siden milepælen i august er det dog ikke lykkedes forskerne igen at nå antænding. For hver gang forsøget er genoptaget, er energiudbyttet dog steget i forhold til det tidligere eksperiment.
“Rekorden var et stort videnskabeligt fremskridt inden for fusionsforskningen, som viser, at det er muligt at antænde fusionen i laboratoriet ved NIF. Det har længe været et mål for al forskning i fusion med inertial indeslutning at opnå de betingelser, der er nødvendige for antænding, og det giver adgang til et nyt eksperimentelt regime, hvor alfapartiklers selvopvarmning overgår alle kølemekanismer i fusionsplasmaet,” siger Omar Hurricane, chefforsker for LLNL og tilføjer:
“Det er ekstremt spændende at have et “eksistensbevis” for antænding i laboratoriet. Vi opererer i et regime, som ingen forskere har haft adgang til siden afslutningen af atomforsøg, og det er en utrolig mulighed for at udvide vores viden, mens vi fortsætter med at gøre fremskridt.”
Se også: Nyheder om klima og grøn teknologi