Norrøn Fusion Energys fusjonsenergi

Veien til fusjonsenergi kan gå via annihilering, ikke via gigantiske fusjonsreaktorer

Går det som det norske selskapet håper kan verden vente seg en ny fossilfri energiprosess. Energi fra hydrogen. Ikke basert på kjemi, men kjernefysikk uten radioaktive avfallsproblemer.

Treffer: Her ser man en laser som treffer klynger av deuterinum.
Treffer: Her ser man en laser som treffer klynger av deuterinum. (Foto: Norrøn)

Går det som det norske selskapet håper kan verden vente seg en ny fossilfri energiprosess. Energi fra hydrogen. Ikke basert på kjemi, men kjernefysikk uten radioaktive avfallsproblemer.

Hei, dette er en Ekstra-sak som noen har delt med deg.
Lyst til å lese mer? Få fri tilgang for kun 235,- i måneden.
Bli Ekstra-abonnent »

Går det som Norrønt Fusion Energy AS håper kan verden vente seg en ny energiprosess for å ta samfunnet vekk fra fossile kilder. Energi fra Hydrogen. Ikke basert på kjemi, men kjernefysikk. Uten radioaktive avfallsproblemer.

Det høres nesten for godt ut til å være sant, det som far og sønn Zeiner-Gundersen som leder Norrønt Fusion Energy AS forteller oss. For dette er en helt annen type prosess enn den vi tenker på med en kompleks fusjonsreaktor, eller for den saks skyld kaldfusjon som noen mener å ha klart, men som ingen får se.

Annihilering

Prinsippet de jobber for å realisere er basert på noe de kaller annihilering. Oversette direkte betyr det tilintetgjørelse, men ikke her.

Men la oss ta det fra starten. Det hele har sitt utspring hos en svensk forsker fra Göteborg. Professor Leif Holmlid har jobbet med dette i svært mange år. Han startet et selskap og fikk GU – Göteborg University Venture på eiersiden. Holmlid, som er professor emeritus, begynner å trekke på årene, men ville at teknologien skulle realiseres. Så oppsto kontakten med Zeiner Gundersen som hadde jobbet med hydrogen i over ti år. Dette selskapet er nå fusjonert inn i norske Norrønt Fusion Energy AS, som arbeider for å ta grunnforskning over til kommersialisering.

Det er i dag flere reaktorer i Norge, Sverige og Island som konverterer hydrogen til elementærpartikkelen Muon. Men det er bare et skritt mot energimålet.

Så hva er det som er så fint med Muoner kan man spørre. Det er her hydrogenet kommer inn. Eller ikke helt hydrogen, men isotopen deuterium. Den tyngre varianten med et nøytron i kjernen i tillegg til protonet. Hvorfor skal vi komme tilbake til.

Les også

Muongenerator

Muoner kan ses på som en slags storebror til elektroner, selv om kjernefysikere kanskje vil se på dette som en litt vel forenklet forklaring. De er rundt 200 ganger tyngre og de kan være både positive og negative. Siden Muoner er ladde kan de bli direkte konvertert til elektrisk strøm eller få en fusjonsprosess til å fungere.

Norrønt Fusion Energy AS er i dag ett multinasjonalt firma med operasjoner i 3 land og har jobbet med en flere generasjoner av reaktordesign for å skaffe nok av elementærpartiklene. Den består i dag av en ekstremt kraftig laser med en punkteffekt på over 100 MW som skytes mot hydrogen-klustere som befinner seg kondensert på nanooverflater inni reaktoren.

Hos TU: Far og sønn Zeiner-Gundersen gjorde sitt beste for å forklare TUs reporter hvordan laserindusert muongenerering med påfølgende deuteriumfusjon virker. Foto: Odd R. Valmot

Det er her dette med annihilering kommer inn. Ved å konvertere all masse over til energi er dette en kjernefysisk prosess som er opptil hundre ganger mer effektiv enn en vanlig fusjonsprosess.

En vanlig fusjonsprosess produserer partikler med  energinivåer på 3,5 og 17,6 MeV – Mega elektronvolt. Ved annihilering oppstår partikler på opptil 100 MeV.

– Dette energinivået er eksperimentelt bevist både på laboratorier i Norge, Sverige og Island, så vi vet at prosessene fungerer og at de potensielt er ekstremt effektive, sier Sindre Zeiner Gundersen, snart med en dr. grad i anvendt fysikk i lomma. Når han får det er han halvveis til sitt opphav Dag, som har to dr. grader.

Resultatet er at det frigjøres masse mesoner, som henfaller til myoner i løpet av picosekunder.

Det fungerer: Laserinteraksjon med Deuterium og deteksjon av Muoner målt på 4 meters avstand. Foto: Norrøn

En mer kjent type annihilering benyttes i helsevesenets PET skannere som er basert på positron-elektron annihilering. Positronet er en antipartikkel til elektronet og vil annihilere med elektroner under gitt forhold med resulterende gamma stråling.

Fusjon fra muoner

Når disse ladede muonene sendes gjennom en spole genereres en elektrisk strøm, og det har de testet ut. Dette er en måte å hente ut energi på, men ikke spesielt effektivt. Derfor jobber selskapet med andre alternative energikonverteringer for direkte produksjon av strøm, men også med et alternativ som er deuterium-deuterium fusjon.

Når muonene treffer en gass bestående av deuterium skjer det noe interessant. Da vil muonene ta plassen til elektronene rundt atomkjernen og med det øker sannsynligheten for at det skjer en deuterium-deuterium fusjonsprosess dramatisk. Resultatet er varme. Potensielt veldig mye varme som kan drive en damp-prosess og på den måten lage strøm.

Flere detaljer rundt muon produksjonen vil han ikke ut med. Dette er forretningshemmeligheter, men han røper at annihilering for produksjon av myoner er svært komplisert teori helt nede på kvarknivå. 

– Reaktorene vi har i dag er en punktkilde til muoner og stråler partikler i alle retninger. Derfor jobber vi blant annet med å rette dem inn og øke fluxen rettet mot deuteriumgassen, sier Dag H. Zeiner Gundersen.

Les også

Gjenbruk

Muoner er som nevnt energirike tunge ladde partikler så de blir ikke lenge i kjernen de har bidratt til å fusjonere. Men de kan forlate kjernen og de kan bidra til flere fusjonsprosesser. De sparker unna et elektron og grunnet tyngden sin bidrar til flere muligheter for fusjon. Statistisk kan dette skje rundt 100 ganger per muon i en deuterium-tritium miks og noe lavere i ren deuterium før det ikke er mer «futt» igjen i dem.

Potensial

Vi skal være svært forsiktige med å spå at verden kan få en kilde til uendelig og billig energi. Men vi kan jo håpe. Norrønt Fusion Energy AS ser for seg at prosessene til og med kan erstatte brenselstaveløsningene som i dag benyttet i eksisterende kjernekraftverk basert på uranfisjon, dermed kan man forlenge levetiden til fisjonskraftverk og drifte de på ren hydrogen. Her får man beskyttelse mot nøytronstrålingen som oppstår i form av vann og betong, og man har et anlegg for å fange opp den intense varmen. Det holder med vanlig eller ”tung” betong eller vann for å bremse opp nøytronene. Det er heller ingen avfallsstoffer som må lagres i tusenvis av år. 

Les også

Mange ideer

Det å gå veien om en deuterium-deuterium fusjonsreaksjon er sannsynligvis en effektiv måte å hente ut energi fra partiklene fra reaktoren. Hydrogen er ekstremt energirikt, men ved å gå veien om kjemien henter en bare ut brøkdelen av den energien som kan tilgjengeliggjøres med kjernefysikk.

– Det er litt synd for oss at IFE legger ned reaktorene. Det hadde vært praktisk å kunne teste teknologien i større skala i Norge. Vi har per i dag ikke de rette fasilitetene som skal til for å utføre slike tester. Når vi har utført småskala verifikasjons tester på deuterium-deuterium reaksjonene, har det ikke vært mennesker i bygget. Den nøytronstrålingen som kommer er ikke helsebringende, sier Dag Zeiner Gundersen.

Billig

– Dette kommer selvfølgelig til å ta tid, men vi vil komme i mål. Energien som skal til for å konvertere hydrogen til muoner er langt lavere enn dagens protonsyklotroner som produserer muoner. Det er med å løse hovedproblemet for hvorfor deuterium-deuterium fusjon ikke har blitt kommersialisert før. Deuterium er også relativt billig i forhold til fusjonsenergien man får ut. En megawatt forbruker cirka 0,2 mikro gram per sekund. En 10 liters tank koster under 30.000 kroner, sier Sindre Zeiner Gundersen.

Det koster

– Å løfte grunnforskning til kommersialisering av dette slaget er ressurskrevende. Vi  finansieres fortløpende av engasjerte eksisterende og nye aksjeeiere, i tillegg til at vi prøver å drive forskningen som rimelig og målrettet som mulig, sier Dag Zeiner-Gundersen.

Her forklarer Norrønt Fusion Energy hvordan teknologien fungerer:

Les også

Kommentarer (1)

Kommentarer (1)

Eksklusivt for digitale abonnenter

På forsiden nå