Fusion kan driva våra prylar

Det har tagit 19 år och mer än 1,1 miljoner arbetstimmar att utveckla och bygga Wendelstein 7-X. Nu är reaktorn redo att startas och om allt går som det ska så kommer den att demonstrera kärnfusion som ger ifrån sig mer energi än vad som tillsätts.

Den tyska reaktorn kallas för en ”stellarator” och använder sig av kärnfusion, precis som i solen. Fusion är något helt annat än vad som alla kärnkraftverk använder sig av i dag, de arbetar i stället med fission. I kärnkraftverk klyvs atomkärnor vilket frigör energi i form av gammastrålar. Dessa absorberas av reaktorn och omvandlas till värmeenergi. Fusion är något helt annat. Där kollapsar väteatomer under extrem värme och enormt tryck och omvandlas till tyngre atomer (helium). Under processen frigörs stora mängder energi. Det är detta som händer på solen och som förser hela solsystemet med energi.

Inget radioaktivt avfall
En fördel med fusionsenergi är att den till skillnad från traditionell fissionsenergi inte efterlämnar något radioaktivt avfall, och eventuella läckor i anläggningen löser sig själv eftersom processen avstannar av sig själv när trycket blir för lågt eller temperaturen sjunker. Om man lyckas producera fusionsenergi i en kontrollerad miljö är det alltså en helt säker – och mycket grön – energikälla. Många anser därför att fusion är energiproduktionens framtid, och svaret på alla problem med föroreningar och global uppvärmning. I ett fusionskraftverk kan ett gram väte i teorin generera 90 000 kilowattimmar energi. Vilket motsvarar vad man får från att elda 11 ton kol!

Nu för tiden tänker vi mycket på att hifi-förstärkare och andra elektronikprodukter ska vara så energieffektiva som möjligt och helst dra så lite som 0,5 watt i standby-läge. Om världen däremot går över till fusionsenergi så är hela energibehovet täckt för alltid. Bränslet är nämligen väte-isotopen deuterium och den finns i vanligt havsvatten!
En nackdel är att det krävs enorma mängder energi för att få vätgas att omvandlas till helium. Hittills finns det ingen som bevisligen har demonstrerat fusion utan att tillföra mer energi än det avges. Men genom datorsimuleringar vet man att detta är teoretiskt möjligt att lyckas med – och man vet också hur det ska göras i praktiken.

Ett annat problem är den enorma mängden värme som alstras av en sådan process. Fusionen sker med hjälp av plasma som håller en temperatur på hela 100 miljoner grader! Det krävs en hel del av konstruktionen för att den inte ska ge efter för naturlagarna!

Science Magazines presentation av fusionsreaktorn Wendelstein 7-X.

9 miljarder kronor
Wendelstein 7-X skulle egentligen ha blivit färdig 2006 men är rejält försenad. Hela projektet har kostat över en miljard euro, eller nio miljarder kronor. En enorm summa, med tanke på att detta inte är ett kraftverk avsett för kommersiellt bruk utan bara ska visa att det är möjligt att få ett positivt energiutbyte av fusion. Eftersom konstruktionen måste tåla plasmans enorma temperatur så kan den bara köras i korta intervall på en halvtimme om dagen innan den måste kylas av. Men om fusionen lyckas blir det ändå en historisk milstolpe eftersom så lång drift aldrig har demonstrerats förut.

Supraledande magneter
Med en höjd på 3,5 meter och en bredd på 16 meter är reaktorn den största som har byggts av denna typ. Den har 70 olika supraledande magnetiska spolar som kyls av flytande helium och som slingrar i ett mönster som ser mer ut som ett konstverk än något annat. Mönstret inte slumpmässigt utan exakt uträknat av en superdator för ge högsta möjliga uteffekt. Sammanlagt handlar det om 425 ton supraledande magneter som tillsammans leder 12,8 kiloampere ström genom ett magnetfält på 3 Tesla – 1 Tesla mindre än den gigantiska partikelacceleratorn på CERN.

Om Wendelstein 7-X visar sig vara framgångsrik så innebär det att fusionstekniken tar ett viktigt steg mot förverkligande. Svaret får vi snart!

Källor:
sciencemag.org
Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP) (PDF-dokument)
Wikipedia: Fusion Power

Artikelillustration: IPP

Geir Gråbein Nordby

(f. 1978): Journalist. Gråbein har aldrig haft något annat heltidsjobb än på Ljud & Bild. Å andra sidan har han varit här nästan halva sitt liv, ända sedan 2001 när han skickade en jobbansökan till fel adress (han ville egentligen till en inspelningsstudio med samma namn). Gråbeins expertis är främst inom hifi, hörlurar och hemmabio, men det händer att han glimtar till med andra kvaliteter också.