Vid två tillfällen på kort tid har amerikanska forskare lyckats genomföra experiment med fusionskraft som givit ett överskott av energi – samma process som skapar solens strålar. Genombrottet kan revolutionera energiproduktionen.
Ända sedan man först upptäckte att det gick att utvinna energi ur atomkärnor har två parallella processer varit möjliga att använda: fission och fusion. Fission utgår från att man klyver en tung atomkärna, som uran eller plutonium, och sedan kan utvinna den stora mängd energi som frigörs. Metoden är än i dag själva grunden i kärnkraften.
Fissionens raka motsats – fusion – har varit svårare att omsätta i praktik. I fusion försöker man i princip återskapa den process som finns i solen och andra stjärnor: lättare atomkärnor (till exempel väte) slås samman och ger extremt hög energiproduktion. Processen kräver väldigt speciella förutsättningar, både extrem värme och högt tryck, vilket gjort att den energi som producerats i fusionen inte har vägt upp för den energi som förloras vid skapandet av den miljö som krävs för fusion.
Amerikanskt genombrott
Trots utmaningar genomfördes dock ett första fusionsförsök med faktiskt energiöverskott i december förra året. Forskare vid amerikanska Lawrence Livermore National Laboratory lyckades då skapa en fusion av atomkärnor som producerade mer energi än vad produktionsprocessen krävde.
– Det har aldrig gjorts förut, konstaterade Constantin Häfner, forskare vid Fraunhofer-institutet för laserteknoogi i tyska Aachen, i nyhetsbrevet The Edit tidigare i höstas.
– Det här visar att forskarnas uträkningar och modeller är sanna och fungerar. Det här är ett stort genombrott.
Ett av de stora problemen vid fusionexperiment har varit att den laserteknologi som används för att skapa den extrema värmen som krävs för fusion att lyckas behöver väldigt mycket mer energi än vad sammanslagningen av atomkärnor tidigare har frigjort, men vid Lawrence Livermore-försöket frigjordes 3,15 megajoule energi samtidigt som lasern som användes i processen krävde 2,0 megajoule.
Högre säkerhet och lägre kostnader
I intervjun i The Edit ser Häfner många fördelar med fusion jämfört med fission. Inte minst ur ett säkerhetsperspektiv. Medan fission utgår från atomkärnor uran och plutonium som avger stora mängder strålning, och därmed kräver extrema säkerhetsåtgärder, används enkla väteatomer i fusion. Med enklare säkerhetsförutsättningar minskar också kostnaderna.
Dessutom blir politiska regleringar förmodligen mer lätthanterliga för de som vill använda fusionskraft. I en del länder, USA till exempel, har man redan ändrat sina regulatoriska system för att understryka att fusion är mindre riskfyllt än fission.
– Jag tror det här kan komma att förbättra möjligheterna att få industrin att investera I fusionsteknik och fusionskraftverk, säger Häfner. Men – det är fortfarande en bra bit dit. Mitt svar är mer en vision av framtiden snarare än kunskap.
Det är annars lätt att blicka mot horisonten med viss tillförsikt när det gäller fusion. I början av sommaren genomfördes experimentet en andra gång, med samma positiva resultat.
Häfner är därmed positiv när det gäller att se fusion i något slags större skala. I bästa fall kan det handla om så pass kort tid som 25–30 år.
– Det handlar om investeringar och kompetens. Det behövs ett fusionsenergisystem och om regeringar är redo att bistå med ett regulatoriskt ramverk och uppmuntrar teknisk innovation, samtidigt som vi också lyckas få långsiktig finansiering, så kan vi nå dit relativt snabbt. Vi behöver tio-femton års teknikutveckling och ungefär lika mycket till att skapa och testa en första version av ett fusionskraftverk.
Illustration: Adobe Stock
