Penge - penge - PENGE !
Ja, hvis den har kostet så meget, så skulle den helst fungere perfekt !
Ti år og 18 milliarder kroner har USA brugt på at bygge verdens største laser, National Ignition Facility, ved Lawrence Livermore National Laboratory i Californien.
De første eksperimenter viser, at kæmpelaseren fungerer som forventet og det giver håb, om at den allerede i år kan lave de første forsøg med at fusionere brintatomer til heliumatomer.
192 laserbeams vil i NIF blive fokuseret i en lille cylinder lavet af guld med en diameter på få centimeter. Energien vil kunne sammentrykke en brintpille, der indeholder brintisotoperne deuterium og tritium, så de under det høje tryk og de høje temperaturer, der opstår, vil fusionere til helium under afgivelse af energi.

Kan processen kontrolleres til perfektion, kan det være en måde til at lave et fusionskraftværk som et alternativ til teknikken med magnetisk indeslutning af et varmt plasma. Denne teknik skal testes i 100 milliarder kroner dyre internationale fusionsreaktor Iter, der er under opbygning i Cadarache i det sydlige Frankrig.
Når USA har satset de enorme beløb på at bygge NIF er det dog først og fremmest fordi, at eksperimenterne også kan bruges til at teste computersimulationer af kernevåbenseksplosioner, som er den måde, hvormed USA i dag sikrer, at arsenalet af kernevåben er intakt uden jævnligt at foretage prøvesprængninger af kernevåben, som nu er forbudt.
Den lille cylinder, der indeholder brintpillen, kaldes på fagsproget for et hohlraum. De 192 laserbeams med ultraviolet lys rammer ind i hohlraum'et fra de to endeflader. I stedet for direkte at ramme brintpillen, afsætter lyset energi på indersiden af cylindere. Det får guldatomerne til at udsende røntgenstråling, som trykker brintpillen sammen - det er afgørende for processen, at det sker fuldstændigt symmetrisk.
Alle de 192 laserbeams var klar til eksperimenter sidste år. I to artikler udgivet i dag på Scienceexpress, online udgaven af Science, beskriver NIF eksperimenter, der er udført med en energi på 0,7 MJ - ca. 40 pct. af den energi, som NIF er designet til at kunne levere.
Eksperimenterne er ikke foregået med brint i hohlraum-cylinderen. De har udelukkende haft til hensigt at vise, at man kan styre alle laserbeams korrekt. Det var dog en stor tilfredsstillelse for teknikerne, at de kunne konstatere en temperatur på 3,3 millioner grader celsius i hohlraum - præcist som forventet ifølge modelberegningerne. Det er nok til at udløse de røntgenstråler, der kan trykke en brintpille sammen.
Eksperimentet viste også, at teknikerne har styr på et fænomen, som ville kunne ødelægge processen. Laserstrålingen kan nemlig slå guldatomer ud fra indersiden, og de vil danne et plasma inde i hohlraum'et, som kan vekselvirke med laserstrålingen på en ukontrollerbar måde.
Eksperimenterne viste, at man i virkeligheden kan få det, som lignede et problem, til at virke til eksperimentets fordel. Plasmaet kan danne et regelmæssigt mønster, der virker som et diffraktionsgitter. Dette gitter kan man udnytte til at afsætte energien fra laserstrålerne, der hvor man ønsker inde i hohlraum'et.
Efter artiklen blev skrevet og indsendt til Science, har man øget energien i laserstrålingen til 1 MJ - det er 30 gange mere energi end, der afsat i hohlraum med andre lasersystemer.
NIF's direktør Ed Moses skriver i pressemeddelelsen, at "NIF har vist at kunne levere den nødvendige energi til at kunne udføre de første fusionseksperimenter senere på året".
Lige nu ligger eksperimenterne ved NIF stille, mens der bliver lavet småjusteringer på anlægget. Eksperimenterne genoptages til maj. Går det godt, vil man i juli tage stilling til, om de førte fusionseksperimenter skal laves til oktober.
Se video om National Ignition Facility
Pressemeddelelse fra Lawrence Livermore National Laboratory
National Ignition Facility
Artikel 1 i Scienceexpress
Artikel 2 i Scienceexpress
Ja, hvis den har kostet så meget, så skulle den helst fungere perfekt !
18 milliarder er da ikke det helt store iforhold til ITER's 100 milliarder. Slet ikke når man tænker på at det fungerer fuldstændig som forventet, hvor ITER har lidt forsinkelser og budgetoverskridelser en masse.
Jag är enig med dig.
ITER är ännu ett exempel på politiskt styrd forskning.
Det finns många fler än lasermetoden ovan som kommer visa om de håller eller ej de närmaste åren.
En kul grej är att laserkomprimera i myonkatalyserad fusion.
Jag hoppas på högoddsaren plasmafokusfusion..
Att kall fusion ger kärnreaktioner är numer klart och allt fler forskargrupper sysslar med det, men då jag inte förstår i detalj hur det skulle fungera (finns bara teorier) kan jag inte ha en uppfattning....
Extremt billig elkraft är jag dock helt säker på att vi får snart.
Ni i Danmark, sitt still i båten och använd inga skattepengar på energisystem som inte har potentialen ner mot produktionskostnaden 7øte/KWh.. ty de pengarna blir bortslarvade, satsa på miljövård i stället, ni ligger ju sämst till i Skandinavien... fy på er.
Det lyder ikke som om fusionsenergien vil blive 'ren' med de mængder røntgenstråling der udløses og skal håndteres?
Mvh.
Michael S. Jørgensen
Sådan et pillefyr vil jeg også have!
Hvis ikke det er en kontinuerlig forbrænding, har jeg svært ved at se udnyttelsen og jeg forventer yderligere milliarder kroner samt årstal før jeg bliver begejstret.
Men så langt så godt
har kostet så meget
en-to-mange!!! 18mia, det er da gonok mange nuller!
"Det lyder ikke som om fusionsenergien vil blive 'ren' med de mængder røntgenstråling der udløses og skal håndteres?"
This depends very much on how energetic these X-rays are. X-rays are not like neutrons and do not necessarily produce activated materials. However, the process will produce neutrons of high energy and the process of extracting energy from these will almost inevitably result in the production of activated materials. These should not be created in the incredible quantities nuclear fission produces, so we can hope that the process will be reasonably "clean". I must say, if I have to choose between fusion and fisssion, I think I prefer fusion - but I'll reserve full judgement until all of the nasty surprises have been found.
Jeg kan ikke undgå at studse over et par praktiske detaljer. Egentlig virker det jo smart nok, men jeg spekulere på om de har tænkt videre end blot til fusionsprocessen.
Hvis der skal være 3,3 mio. grader celcius så må det hele jo blive en anelse lunt derinde. Hvordan undgår man at guldet smelter?
Hvis de får det her til at virke og der sker en fusionsproces inde i midten af guldcylinderen. Hvordan får de så varmen transporteret ud så de kan få produceret dampen til turbinerne?
Altså eftersom de allerede har opnået en temperatur på 3,3 mio. grader celcius, så må man formode at de har overvejet hvordan de håndterer varmen...
Ellers havde de nok også stået med en lang næse da deres "hohlraum" smeltede under forsøget. Men jeg ved selvfølgelig ikke noget med sikkerhed, da jeg ikke har undersøgt sagen nærmere.
Hvis der skal være 3,3 mio. grader celcius så må det hele jo blive en anelse lunt derinde. Hvordan undgår man at guldet smelter?
Ved den temperatur, er det plasma og som nævnt i artiklen er der tænkt over dette - og vendt til en fordel.
Artiklen skriver ikke noget om metoden for at opnå fusion. Det er noget med, at problemet med at få pillen til at komprimere, og problemet med at antænde, er to forskellige problemer. Og at der vil kunne spares laserstørrelse og energi, hvis der bruges to forskellige lasertyper til formålet.
Selve antændelsen, må gerne ske på kort tid - og kræver derfor ikke så lang puls, men en intens puls i kort tid, medens opvarmningen for at få materialet til at sammentrække, kræver en længere tids opvarmning, og en langsommere puls.
Problemerne er dog langtfra løst, selvom der opnås fusion, og et "teoretisk" overskud. Laserne som bruges idag, kræver halve timer mellem hver affyring... Så selvom det giver overskud, skal udvikles lasere med højere repetationshastighed, hvis det skal bruges som energikilde. Repetationshastigheden, skal op i flere gange per sekund. Det er ikke så nemt, da det jo også kræver meget større energimængder til laseren. Det er dog kun et spørgsmål om forskning, og det kan måske udvikles for få milliarder.
Det er godt nok mange penge. Vel ca. 1/3 af hvad Danmark i de sidste 25 år har investeret i vindmøller.
Og disse gav trods alt i 2009 hele 24,1 PJ, eller i gennemsnit 766 MW.
Denne energimængde svarer minsandten til halvdelen af den forøgelse af energiforbruget, der har fundet sted i samme tidsrum. (814 PJ i 1980 og 864 PJ i 2008).
Og på denne kolde vinterlørdag kl. 13,20 kan vi glæde os over at vor ca. 3500 MW store vindmøllepark forsyner os med hele 312 MW el ud af et samlet elforbrug på 4446 MW.
Hvad skal vi så med atomfysikernes lkuftkasteller. Danske politikere har jo allerede for 25 år siden forstået dybden i og indrettet sig efter den folkelige -og akademiske - visdom, der ved nogle demonstrationer foran Christiansborg udtryktes med verset:
Hvad skal ind?
Sol og vind!
Hvad skal væk?
Barsebäck!
Barsebäck producerede jo også kun ca. 900 -1000 MW.
Hvis det lykkedes at lave et fusionskraftværk baseret på laserteknologi, så betyder 18 miliarder ikke meget. Måske vil et komplet kommercielt kraftværk, kunne laves uden at koste væsentligt mere.
Hvor et "iter" kraftværk, vil skulle drive hele europa, så er laser fusion så billigt, at det er realistisk med flere kraftværker, og derved også større robusthed. Det sætter ikke samme krav til at vores højspændingsnet igennem europa skal erstattes af superledere, men normale højspændings DC forbindelser vil kunne bruges. Hvis prisen er i størrelsesordenen 18 milliarder, vil selv danmark have råd til eget fusionskraftværk.
Investeringsmæssigt viser det sig at laser forskningen giver mest. Lasere kan bruges industrielt, og udviklingen af højenergilaserne, giver bonus til forskning og industri.
Det er ved at være godt 25 år siden at der stod en artikel i "Scientific American" om dette projekt, så mon ikke det har kostet et par kroner mere end det antydes i artiklen?
Forhåbentlig lykkedes det at få en sikker fusion i pillerne, og forhåbentlig finder man en metode til at speede processen op, det er vist omkring 100 stk./s der skal til for at det skal kunne fungere som et el-producerende kraftværk.
Den stærke neutronproduktion vil kunne bruges til at producere Pu-239 og U-233 ud fra U-238 og Th-232, der så kan bruges til energiproduktion af fissionskraftværker. Et velfungeren fusionsanlæg vil kunne forsyne 5-10 a-værker med fissilt materiale.
Så vil der være mere fossilt brændsel til projekterne med baser på Månen og Mars, som mange fantaserer om i de kredse, hvor der er ubegrænsede energimængder. Her tænker jeg ikke nødvendigvis i "Air Farce One"-baner.
Mvh. Per A. Hansen
Projektet finanseres af millitæret, og bruges til fusionsbombeforskning. Så det koster intet.
Her i Europa, starter man på HiPER senere i år.
http://en.wikipedia.org/wiki/HiPER
Dette projekt, er billigere end USA's 18 milliarder kroner dyre projekt, da der bruges mindre lasere.
Idéen, ved HiPER, er at undersøge muligheden for brugen af flere typer laser beams, til at opnå fusion.
Samtidigt, vil man parallelt med forske i lasere med højere repetationsrater. Netop repetationsraten, er et problem for fusion.
Hvis HiPER lykkedes, er måske muligt med billige fusionskraftværker, indenfor overskuelig fremtid.
Japanerne har allerede lavet forsøg med fast ignition, men HiPER er specielt lavet for at undersøge dette.
Selvom det lyder imponerende, med de store lasere og mange megajoule - så betyder det desvære også, at disse lasere koster mega energi. Og ialt, er det langt til break-even.
Det europædiske HiPER projekt, vil hvis det virker, være langt tættere på, da laserne kun bruger brøkdele af USA's NIF laser. Det lyder måske mindre imponerende - men er mere effektivt.
For amerikanerne betyder break-even ikke stort. NIF er beregnet til fusionsbombeforskning, og det er selve fusionsprocessen der forskes i. Hvor stor energi som bruges, er uden betydning.
Hvor et "iter" kraftværk, vil skulle drive hele europa, så er laser fusion så billigt, at det er realistisk med flere kraftværker, og derved også større robusthed. Det sætter ikke samme krav til at vores højspændingsnet igennem europa skal erstattes af superledere, men normale højspændings DC forbindelser vil kunne bruges. Hvis prisen er i størrelsesordenen 18 milliarder, vil selv danmark have råd til eget fusionskraftværk.
ITER i sig selv er bygget til 500 MW, og realistisk set regner man ikke med at fusionskraftværker bliver meget over 1.5 GW, så der skal bygges mere end ét fusionskræftværk til europa.
@Christian,
ITER i sig selv er bygget til 500 MW, og realistisk set regner man ikke med at fusionskraftværker bliver meget over 1.5 GW, så der skal bygges mere end ét fusionskræftværk til europa.
måske har du ret, men mon ikke det passer på prototyperne?
Flere af de førende fusionsforskere her i landet mener at en størrelse på 8-10 GW er sandsynlig, hvis værket skal fungere optimalt. Men der kan jo ske meget i løbet af 50 år.
Mvh. Per A. Hansen
Jeg har ladet mig fortælle, at den samlede pris på ITER på ~100 mia. svarer til omkostingerne ved el-produktion i Europa i løbet af et døgn - set i det perspektiv er det vel ikke fordi det er overvældende mængder penge at bruge. Man skulle måske i stedet spørge sig om et system med en større andel af intægter fra el-produktion blev øremærket til teknologiudvikling ikke kunne være interessant... Personligt tror jeg ikke fussionskraft kommer til at slå igennem de næste mange år, men i et 100+ års perspektiv er det interessant.
HiPER, som EU har gang i, er både billigere - og måske tættere på gennembrud end NIF. I forbindelse HiPER, går man også i gang med at forske i lasere med større repetationsrater, og hvis alt lykkedes, er vi måske tæt på fusionsenergi, inden få år. HiPER bruger kun brøkdele af NIF for at opnå fusion, og hvis systemet fungerer, så er man tæt på, at have nået break-even. Måske er der en faktor 2-3 i forskel, men ses på forskellen op til NIF, på 20-30, så er det "næsten" et gennembrud. Måske kommer gennembrudet med de nye lasere, og at øge repetationsfrekvensen.
@Christian, [quote]ITER i sig selv er bygget til 500 MW, og realistisk set regner man ikke med at fusionskraftværker bliver meget over 1.5 GW, så der skal bygges mere end ét fusionskræftværk til europa.
måske har du ret, men mon ikke det passer på prototyperne?
Flere af de førende fusionsforskere her i landet mener at en størrelse på 8-10 GW er sandsynlig, hvis værket skal fungere optimalt. Men der kan jo ske meget i løbet af 50 år.
Mvh. Per A. Hansen[/quote]
Nej tværtimod, problemet er netop at der IKKE er sket så frygteligt meget på fusions fronten de sidste 50 år.. :-)
R

Kommentarer (21)