LLNL
Forskare står i fusionsreaktor

Stort genombrott: Obegränsad tillgång till ren energi kan vara på väg

Amerikanska forskare har tagit ett stort steg mot att ta fram ett kolfritt alternativ till fossila bränslen.

I decennier har forskare försökt knäcka koden för att kunna utvinna obegränsade mängder ren energi.

Bland dem finns forskarna vid den amerikanska laserfusionsanläggningen National Ignition Facility (NIF), som vid flera tillfällen de senaste åren har presenterat lovande data.

Nu har det hänt igen – denna gång i form av ett potentiellt historiskt genombrott.

I laboratoriet i Kalifornien har forskarna för första gången lyckats få fram en så kallad kärnfusionsreaktion som producerar mer energi än vad som krävs för att skapa själva fusionen.

En bedrift som på sikt kan bana väg för ofattbara mängder grön energi – och som USA:s energiminister Jennifer Granholm på en presskonferens beskriver som "en viktig milstolpe."

Om det går att få framgång med fusionsenergi på lång sikt blir det en ren och förnybar energikälla som till skillnad från sol- och vindenergi inte är beroende av yttre omständigheter.

Avfyrade med kraftfulla lasrar

I en fusionsreaktion smälter två - eller flera - lätta atomkärnor samman för att bilda en större atom. Det är en process som genererar enorma mängder energi i form av värme, och som till skillnad från kärnklyvning (fission) – som producerar elektricitet – inte producerar stora mängder radioaktivt avfall.

Så fungerar fusionsreaktorn på NIF

  • På National Ignition Facility i Kalifornien använder forskare ett avancerat system av lasrar i storleken på tre fotbollsplaner för att värma upp en liten guldbehållare till mer än 100 miljoner grader.
  • I behållaren sitter en vätepellet, ungefär lika stor som tjockleken av ett människohårstrå, och de extrema temperaturerna omvandlar atomerna till ett elektriskt ledande plasma innan de fusionerar (smälter samman) till helium.
  • För att förhindra att bränslet rör vid behållarens väggar och kyls ner (vilket får fusionen att upphöra) hålls det fångat av ett magnetfält.

En fusionsreaktor förstärker energin vilket gör att mer fusionsenergi produceras än den energi som skjuts in i systemet för att sätta igång reaktionen.

Reaktorn kan med andra ord skapa ett överskott av energi – en bedrift som nu för första gången har uppnåtts med amerikanernas experiment.

I forskarnas experiment har de samlat bränslematerialet i en liten sfärisk kapsel, som under en kort tid bombarderas från alla håll med kraftfulla lasrar för att sätta igång fusionsreaktionen.

Med experimentet har forskarna lyckats producera 3,15 MJ vid laserfusionsanläggningen baserat på en laseringång på 2,05 MJ från anläggningens 192 lasrar. De genererade med andra ord cirka 50 procent mer energi än vad som användes i processen.

De lovande resultaten kan så småningom innebära att det blir möjligt att använda laserfusion som en koldioxidneutral energikälla.

Det är dock fortfarande långt kvar innan det kommer att vara möjligt att producera tillräckligt med energi för att användas i vanliga hushåll.

© UK Atomic Energy Authority

Läs också:

Processen som forskarna från Kalifornien har lyckats med skulle behöva skalas upp rejält och kunna upprepas många gånger per sekund innan det skulle vara möjligt att använda den som energikälla.