Världens mest kraftfulla laser innebär viktigt genombrott för fusionsenergi

Viktigt genombrott för fusionsenergi

Forskarna vid National Ignition Facility i Kalifornien, USA, har nått en unik milstolpe: Fusionsreaktorn producerar nu lika mycket energi som de lasrar som sätter igång fusionen använder.

Forskarna vid National Ignition Facility i Kalifornien, USA, har nått en unik milstolpe: Fusionsreaktorn producerar nu lika mycket energi som de lasrar som sätter igång fusionen använder.

Shutterstock

Vi blir allt bättre på att imitera solen.

Nya resultat från National Ignition Facility, NIF – ett testcenter för produktion av laserfusionsenergi i Kalifornien, USA – visar att forskarna har uppnått så kallad "ignition", antändning.

Ignition innebär att fusionen som sker i reaktorn nu skapar lika stor mängd energi som den energi som krävs för att få atomerna att fusionera (smälta samman) inledningsvis.

Hittills har experiment med fusionsenergi nämligen "kostat" mer energi än vad som väl genereras när atomerna har smält samman.

Men de nya resultaten visar att vi har kommit ett viktigt steg närmare att kunna kopiera den process som får stjärnor att producera gigantiska mängder fusionsenergi.

Fakta: 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.

Plasma brinner som kol i ett koleldat kraftverk

Även om du inte kommer att se en fusionsreaktor som täcker din privata energiförbrukning inom de närmaste åren är de nya resultaten fortfarande goda nyheter för fusionsenergi.

Forskarna har lyckats få den plasma som fusionsenergin skapas i att kunna värma upp den omgivande plasman för att också skapa fusionsenergi – precis som när en kolbit antänder en annan i ett koleldat kraftverk.

LÄS ÄVEN: Forskare: Fusionsenergi klar 2030

Detta har bland annat varit möjligt eftersom forskarna har minskat storleken på det hål som lasern strömmar in genom för att värma upp väteatomerna. På så sätt sparas energi, eftersom energin från lasern blir "mer fokuserad".

Dessutom effektiviserade forskarna reaktorn och den lilla guldpelleten med väte, vilket ledde till att energin från lasrarna absorberades på ett mer effektivt sätt.

Samtidigt har forskarna ökat stabiliteten i de 192 laserstrålarna som tillsammans höjer temperaturen i guldpelleten till över 100 miljoner grader.

Vi är dock fortfarande en bit ifrån att nå automatisk energiproduktion.

Rent fysiskt är NIF inte inrättat för att skapa energi till hela världens elnät och målet att producera energi i stora mängder ligger fortfarande längre ned på forskarnas prioriteringslista.

Initialt kommer de i stället att försöka optimera processen så pass mycket att energin från fusionen inte bara ska motsvara den energi lasrarna använder, utan vara energi de faktiskt genererar utöver det.

För trots att fusionsprocessen genererar lika mycket energi som laserkanonerna behöver för att sätta den i rörelse genererar fusionsprocessen bara 72 procent av den energi som strålar ut ur lasrarna i form av värmestrålning.

Matthew Zepf, expert på laserdriven fusionsenergi vid Friedrich Schiller-universitetet i Tyskland, tror att den milstolpen är inom räckhåll under de kommande åren.

Han anseratt en fusionsreaktor som NIF bör kunna skapa upp till 100 gånger mer energi än lasrarna innan den kan användas aktivt för kommersiell energiproduktion.