Det amerikanske universitetet mener å ha funnet løsningen på hvordan man skaper nettofusjon. Og et italiensk energiselskap har nettopp satset en halv milliard kroner på ideen.
Med stålttape skal Massachusetts Institute of Technology (MIT) – hevder representanter for Cambridge-universitetet – gi oss fusjonskraft innen 15 år.
Ståltapen er en ny type superledende materiale, og består av et lag av yttrium, barium og kobberoksid. Materialet kan benyttes til å produsere mer effektive magneter i et reaktorkammer.
– Dette er et viktig historisk øyeblikk. Framskritt innen superledende magneter har gjort at fusjonsenergi potensielt sett er innen rekkevidde. Da kan vi se fram mot en sikker, karbondioksidfri energiframtid, sier universitetssjefen L. Rafael Reif, til MIT News.
Store mengder energi
Kjernefusjon er den reaksjonen som oppstår når to eller flere atomkjerner smelter sammen og danner tyngre stoffer. Prosessen utgjør motoren i stjernene i universet, og frigjør store mengder energi. Dessverre oppstår bare nettoenergi – mer energi ut enn den som kreves for å skape fusjon – ved ekstremt høye temperaturer. Det finnes ikke noe materiale i fast form som kan opprettholde tilstanden sin ved en temperatur på flere hundre millioner grader. Derfor benyttes magneter som holder plasmaet (selve drivstoffet i prosessen) svevende, for å unngå kontakt med reaktorveggene.
De magnetene MIT vil benytte skal gi et magnetfelt som er minst fire ganger sterkere enn noe som brukes i pågående eksperimenter innen fusjonsteknikk. Dette skal i sin tur gi en tidobbel økning av den kraften som kan produseres i en tokamak (som et reaktorkammer kalles).
MIT skal bruke de kommende tre årene til å utvikle magnetene i et prosjekt de kaller Sparc. Deretter skal det bygges en testreaktor, konstruert for å produsere 100 megawatt varme. «Den kommer ikke å omdanne varmen til elektrisitet, men kommer til å produsere, i 10-sekunderspulser, like mye kraft som brukes av en mindre by. Den ut-effekten antas å bli mer enn dobbelt så høy som energien som brukes til å varme plasmaet, skriver MIT News.
- Les mer hos svenske NyTeknik: Vellykket start for ny fusionsreaktor
Flere prosjekter
Forskning og utvikling av kjernefusjonsteknikk pågår for fullt rundt om i verden. Det mest kjente prosjektet er kanskje Iter, som er et stort og veldig dyrt internasjonalt samarbeid, der en eksperimentreaktor bygges i Frankrike. Sparc-prosjektet skal konstrueres til å gi en femdel av den fusjonskraften Iter satser på å oppnå, men det i et kammer som er bare 1/65 så stor (Iter-reaktoren måler 19,4 meter i diameter og er over 11 meter høy). MIT kaller ståltape-magnetene den «ultimate fordelen». «Både tid og kostnader reduseres, i likhet med den organisatoriske kompleksiteten som kreves for å bygge energienheter for nettofusjon».
Med henvisning til den pågående oppvarmingen av planeten vår, mener MIT at det haster. En annen grunn til deres antageligvis litt for optimistiske scenario, med kjernefusjonsenergi i kraftnettene våre allerede i 2033, er at de akkurat har funnet en tung investor. Sparc-prosjektet er et samarbeid mellom universitetet og den MIT-utsprungne private bedriften Commonwealth Fusion Systems. CFS har nettopp sikret finansiering på omkring en halv milliard kroner fra det italienske energiselskapet Eni.
- Google-algoritme: Bringer oss et skritt nærmere fusjonskraft
Potensielt uttømmelig energikilde
– Takket være denne overenskomsten tar Eni et langt skritt mot utviklingen av alternative energikilder med lavere miljøpåvirkning. Fusjon er virkelig framtidens energi, siden den er helt og holdent bærekraftig, og ikke gir utslipp eller noe langsiktig avfall. Og den er potensielt sett uuttømmelig. Det er et mål vi med økende besluttsomhet vil bevege oss mot raskt, sier direktør Claudio Descalzi ved Eni.
Sparc-prosjektet ledes av MITs Plasma science and fusion center. Tre av dem som jobber med prosjektet er Dennis Whyte, Martin Greenwald og Zach Hartwig. De er alle enige om at det er realistisk å tro at et fusjonskraftverk skal kunne demonstreres innen 15 år. «Denne demonstrasjonen skal kunne bevise at et nytt fusjonskraftverk, med omkring to ganger Sparcs diameter og evnen til å produsere kommersielt salgbar nettofusjonskraft, skal kunne bevege seg mot en endelig design og konstruksjon. Et slikt ville bli verdens første fusjonskraftverk med en kapasitet på 200 megawatt elektrisitet.»
- Les også: Derfor bygges det ut rekordmye vindkraft i Norge akkurat nå (TU Ekstra)
Superledende ved høy temperatur
Av Odd Richard Valmot, tu.no
Det å lage materialer som er superledende ved høye temperaturer har vært en slags teknologisk hellig gral i mange tiår. Aller helst hadde vi ønsket oss materialer som er superledende ved romtemperatur, men spørsmålet er om slike i det hele tatt finnes. Det ville i så fall utløse en energirevolusjon.
Likevel er det en aldri så liten revolusjon nå når man kan lage superledere, det vil si materialer som ikke har noen elektrisk motstand, ved 77 grader Kelvin. Det er akkurat nok til at superlederne ikke trenger å kjøles med flytende hydrogen, men kan bruke flytende nitrogen i stedet. 80 prosent av luft består av nitrogen som har et kokepunkt på 77,35 grader Kelvin.
Det gjør at man kan bruke billig gass som ikke krever så mye energi å kjøle som det å bruke kostbart helium som er svært dyrt å kjøle ned til flytende form.
Det finnes materialkombinasjoner som bringer temperaturen for superledning ennå høyere opp, men det å kunne bruke billigere materialer og flytende nitrogen er et sort sprang rent økonomisk.
