Fusionsforskning bidrag till miljövänlig energi

Europa hämtar i dagsläget cirka en tredjedel av sitt energibehov från kärnkraft. Eftersom många europeiska länder har fattat beslut om att lägga ner första och andra generationens kärnkraftsanläggningar under de kommande 20 åren, behövs ett alternativ - en pålitlig energikälla som kan fylla tomrummet. Många ser kärnfusion som den naturliga efterträdaren.

Att kopiera solens process

När man producerar energi som bygger på solens processer används flera olika fusionsreaktioner. Den mest ändamålsenliga reaktionen sker mellan de två tunga väteisotoperna deuterium och tritium.

De grundämnen som krävs för att producera fusionsenergi finns i överflöd på jorden eller kan lätt framställas, till exempel ur ämnen som litium. För att få en uppfattning om möjligheterna med denna energikälla: Det livslånga energibehovet hos genomsnittsmedborgaren i ett industrialiserat land kan tillgodoses genom att använda endast tio gram deuterium (vilket kan utvinnas ur500 litervatten) och15 gramtritium (som kan produceras med hjälp av30 gramlitium - en metall som det finns gott om i jordskorpan).

Vid de temperaturer som behövs för deuterium-tritiumfusionen (över 100 miljoner grader) är bränslet inte längre en gas utan en plasma i vilken elektroner har brutit sig loss från atomkärnan.

Att framställa energi på kommersiell väg genom kärnfusion kommer dock att kräva omfattande utvecklingsarbete, speciellt när det gäller storskalig kontroll av den heta plasman och för att utveckla material för fusionskraftverk.

Europeiska ansträngningar

JET, som är det hittills största fusionsexperimentet, innehar världsrekordet när det gäller produktion av fusionsenergi, men ITER, som ligger i sydöstra Frankrike, kommer att föra teknologin till en ny nivå genom att sörja för en experimentell fusionskraftsanläggning som kommer att producera 500 MW på 5-10 minuter när den tas i drift om cirka tio år.

ITER:s kraftproduktion är mellan fem och tio gånger större än den kraft som krävs för att värma upp dess plasma och denna nettoenergi är tillräcklig för att möta behoven hos en medelstor stad.

JET är ett europeiskt projekt som drivs genom ett samarbete mellan ett trettiotal universitet och laboratorier. Sett till befolkningsstorleken, är Sverige en av de största deltagarna i detta experiment. En av de som länge varit inblandad i JET är professor Torbjörn Hellsten vid Kungliga Tekniska Högskolan.

- Jag skulle vilja säga att JET är ett av de mest lyckade multinationella experimenten i sitt slag. Det har verkligen bidragit till att öka vår förståelse för fusionsreaktioner och plasma. Jag tror att succén beror på att projektet var väl planerat redan från början och på det intensiva europeiska samarbetet, inklusive det viktiga bidraget från Sverige.
 
Professor James Drake vid KTH instämmer:
- Det höga deltagandet och det goda samarbetet inom de olika nationella forskningsenheterna har varit nycken till projektets framgång. Detta bådar gott när det gäller ITER:s framgångar.
 

Gränslös energi?

Text: Mark James

Denna text har tidigare publicerats i tidskriften "Facilities for future discoveries - focus on research infrastructure by the Swedish research council" från februari 2006. Texterna har anpassats till svenska av Helena Bornholm.