Fusionsre aktoren kopierer solens te knolo gi Fusion er, når to atomkerner støder sammen. Ved kollisionen frigives der en masse energi, og den energi kan i teorien samles op og bruges til at lave elektricitet. Fusion er i øvrigt den proces, der får stjernerne til at lyse, og på den måde kan man sige, at fusionskraft er solenergi i sin reneste form. Men hvor stjernerne brænder helt af sig selv, må mennesket tage en række teknologier i brug for at skabe fusionsenergi her på jorden. 1 Det rigtige brændstof Det mest effektive brændstof i en fusionsreaktor er en blanding af deuterium (D) og tritium (T). Det er to varianter af det simpleste grundstof, brint. Deuterium og tritium bruges som brændstof, fordi de muliggør fusion ved lavere temperaturer, og fordi de har et højt energipotentiale i forhold til deres lave vægt. 2 Den fjerde tilst and Fast, flydende og gasformig. Det er tre tilstandsformer, vi kender. En fjerde er plasma, som er kendetegnet ved, at elektroner og atomkerner ikke længere er bundet til hinanden, men svæver frit rundt. Først når brint-varianterne er overgået til plasmaform, er det muligt for atomkernerne at støde sammen og lave fusionsenergi. 3 Plasma, kend din plads De to gasser skal overgå til plasmaform og varmes op til over 150 mio. grader celcius, før fusionsprocessen tager fart. Det er hele ti gange varmere end inde midt i Solen, og ved den temperatur kan intet fast stof holde på plasmaet uden at smelte. Derfor bruger man kraftige elektromagneter til at holde plasmaet svævende inde i reaktoren uden at komme i berøring med væggene. 4 Opvarmning For at varme gasserne op, lader man først en strøm løbe igennem dem (Ohmsk opvarming). Fordi der er elektrisk modstand i gasskyen, omsættes noget af elektriciteten til varme, og temperaturen stiger til omkring 25 mio. grader celcius. Det er samme princip, der får glødepærer til at blive varme. Samtidig sender man mikrobølger ind i plasmaet, der overfører energi til partiklerne (Opvarming ved hjælp af radiobølger). Og for at komme helt op på den rigtige temperatur skyder man med høj fart atomer ind i reaktoren (Opvarming med energirige neutrale partikler). Når atomerne rammer partikler i plasmaet, bliver bevægelsesenergien omdannet til varme, og med de tre teknologier lagt sammen, kan fusionsprocessen begynde. 5 Sammenstød skaber energi I plasmaet flyver frie atomkerner nu rundt i høj fart. Og når en deuterium- og en tritiumkerne kommer tæt nok på hinanden, fusionerer de og bliver til en helium-kerne og en neutron, hvis bevægelsesenergi kan omsættes til varme og dermed elektricitet. Selvom ITER-reaktoren kun skal bruges 0,5 gram brændstof i sekundet, vil den producere 500 MW. Hvis man samlede den energi op, ville den kunne give strøm til 250.000 parcelhuse. Et tværsnit af ITER-reaktoren med de 800 m³ plasma. Læg mærke til manden med det røde slips. Cadarache Illustrat ion: ITER Ohmsk opvarming Elektrisk strøm Elektromagnetiske bølger Energiske hydrogen-ioner Opvarming med energirige neutrale partikler Opvarming vha. radiobølger Helium Neutron Tritium Energi Fusion He Illustrat ion: ITER Volker Naulin anerkender sine kollegers arbejde med andre energiteknologier, og han minder om, at ingen energiteknologi kan løse problemerne alene. Heller ikke fusionsreaktoren. „Men vindenergi er ustabil og kan endnu ikke lagres effektivt, og biobrændsel er allerede i dag med til at skabe øgede fødevarepriser. Derfor mener jeg, at vi skal satse mere på fusionsenergi,“ siger han. Verdens største energiforskningsprojekt ITER kommer alt i alt til at koste omkring 100 mia. kr. og er dermed verdenshistoriens største forskningsprojekt inden for energiteknologi. Prisen dækker de ti år, det tager at designe og bygge reaktoren, og svarer til, at hver dansker betaler omkring 20 kroner om året til fusionsforskningen. „Set i forhold til en Storebæltsbro synes jeg egentlig ikke, ITER er så stor en investering. Det er jo over halvdelen af jordens befolkning, der er med til at betale regningen,“ siger Søren Bang Korsholm. Prisen på ITER svarer i øvrigt ret præcist til tre Storebæltsforbindelser. „Vi kunne godt bruge tusind milliarder kroner på at bygge en reaktor tre-fire gange større end ITER, og så ville den faktisk virke og producere strøm allerede i dag. Men forbrugerprisen ville være måske 50 kroner for en kilowatt-time, og det er fuldstændig usælgeligt. Vi ved, at fusion kan skabe energi. Nu skal vi bruge ITER til at optimere teknologien, så vi kan lave fusionsenergi til fornuftige priser,“ siger Volker Naulin. - Kristian Dupont Elvst røm Foto: ITER ITER-reaktoren bliver lige nu bygget i sydfranske Cadarache. Bag ITER står USA, Rusland, Sydkorea, Japan, Indien, Kina og de 27 EU-lande. 5
139038_DTU-avisen_6_2013_web
To see the actual publication please follow the link above