Status

  • Ing.dk er under ombygning - vi er tilbage mandag med nyt udseende. Henover weekenden er alt vores indhold åbent, men man kan ikke logge ind og debattere.

Historisk gennembrud for laserfusion: For første gang leverer et anlæg energigevinst

PLUS.
Klapsalver til holdet bag fusionsenergianlægget fra den amerikanske energiminister Jennifer M. Granholm på det netop afsluttede pressemøde. Illustration: Screendump

Under et eksperiment den 5. december i år lykkedes det forskere på den amerikanske National Ignition Facility (NIF) for første gang i historien at skabe en fusionsreaktion, der producerede mere energi end den energi, som blev tilført for at skabe forholdene for fusionen.

Det har U.S. Department of Energy netop bekræftet dels i en pressemeddelelse, dels på et pressemøde.

»Der er tale om et fusionsgennembrud, der vil gå over i historien,« sagde U.S. Secretary of Energy Jennifer M. Granholm på pressemødet.

Nærmere præcist har forskerne lykkedes med at producere 3,15 MJ på laserfusionsanlægget på baggrund af et laser-input på 2,05 MJ.

Dermed har de opnået et såkaldt energy break even, hvilket kan sammenlignes med en Q-plasma > 1.

Ikke største energiproduktion

Der er med en produktion på 3,15 MJ ikke tale om en historisk stor produktion af fusionsenergi.

Med en produktion på 59 MJ i løbet af 5 sekunder er det stadig fusionsreaktoren JET, der bærer den verdensrekord.

Til gengæld er der tale om det første fusionseksperiment i historien, som opnår en Q-faktor større end én.

Og den bedrift er et uhyre vigtigt resultat inden for fusionsenergi, som seniorforsker på DTU Fysik Søren Bang Korsholm tidligere i dag udtalte til Ingeniøren.

»Det her er gnisten på vej mod at finde ild version 2.0,« som han sagde under forudsætning af, at rygterne om NIF’s gennembrud talte sandt.

Hvilket nu er bekræftet.

Opgraderet kapsel

Inden dagens pressemøde var der med spænding ventet svar på, hvordan det er lykkedes forskerne ved NIF at optimere processerne til det opnåede resultat.

Her forklarede NNSA Deputy Administrator for Defense Programs Dr. Marvin “Marv” Adams på dagens pressemøde, hvordan det denne gang lykkedes forskerne på NIF at opstille et design, hvor fusionsbrændslerne deuterium og tritium kom i en tilstand, der var varm nok, tæt nok og rund nok til at opnå ignition og sidenhen det fusionsmæssige gennembrud med break even.

NIF-anlægget i Californien. Her rammer laserstråler i en meget kortvarig puls en lille kapsel. Energien, der afsættes i kapslen, sammentrykker en lille pille, hvorved temperatur og tæthed gør det muligt for deuterium- og tritiumkerner i pillen at smelte sammen og dermed levere energi. Illustration: National Ignition Facility

Ifølge en teknisk gennemgang i forlængelse af presseorienteringen er gennembruddet et resultat af blandt andet opgraderingen af laseren og et redesign af den kapsel, som fusionsbrændslerne er i.

Redesignet består blandt andet i tykkere kapselvægge, som blandt andet gør det muligt at opbruge mere af brændslet under fusionen.

Ignition er første skridt

Resultaterne bliver i både pressemeddelelsen og på pressemødet omtalt som ignition med efterfølgende target gain på over én.

Netop ignition, der kan beskrives som en energiproduktion, der gør fusionen selvbærende, blev bekræftet tilbage i august, at det lykkedes NIF at opnå allerede sidste år.

Denne gang er tærsklen for ignition med sikkerhed overskredet.

»Ignition er første skridt,« sagde Kim Budil, leder af Lawrence Livermore National Laboratory, som driver NIF, på pressemødet.

»Jeg kan ikke vente på at se, hvor det her vil føre os hen.«

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Er energiforbrug til at skaffe Deuterium og Tritium medregnet? Før vi tror at klimakrisen er løst, skal vi nok se på hele forsyningskæden for fusionsenergi.

Men selvfølgeligt et stort tillykke med gennembrudet.

  • 23
  • 13

Er energiforbrug til at skaffe Deuterium og Tritium medregnet? Før vi tror at klimakrisen er løst, skal vi nok se på hele forsyningskæden for fusionsenergi.

Men selvfølgeligt et stort tillykke med gennembrudet.

Jeg vil tro det - der bruges ufatteligt lidt materiale til fusion. Men måske kan være lidt spild.

Jeg tror, at problemet ligger i holdbarhed og vedligeholdelse. Laserne har en enorm styrke - vil den vare ved, og til hvor mange fusioner? Hvor meget netto energi kan produceres alt i alt, inden lasere, eller andre materialer skiftes?

Der udsendes mange neutroner, der gør alt omkring dem radioaktivt. Giver det problemer? Påvirker det materialerne? Påvirker det levetider? Og er det muligt at vedligeholde?

Naturligvis vil være fint med et større overskud.

Endeligt, har det helt sikkert krævet masser af energi at bygge værket, og de materialer som det består af. Og naturligvis skal energiproduktionen også ophæve dette.

Selvom det er vist at det er muligt at opnå overskud, så tror jeg der stadigt er lang vej endnu, til vi får fusionskraft. Laserfusion er måske den form for fusion, der giver mest sideforskning med sig, og selvom laserfusion måske ikke bliver fremtiden, så tror jeg at der opnås noget værdifuld viden.

  • 11
  • 5

Derudover kommer energioutputtet fra fusionen vel heller ikke i form af elektricitet.

Så der skal også lige en virkningsgrad på konverteringen til elektricitet.

  • 18
  • 2

Eller, det er teknisk set korrekt, den bedste form for korrekt.

Der kommer mere fusionsenergi ud end der bliver puttet laser-energi ind. Men laserne har under 1% effektivitet, så den reelle "energigevinst" er et tab på omkring 99%. Nå ja, bortset fra at energien kommer ud som varme og neutroner, som man langt fra kan konvertere 1-til-1 til elektricitet. Det giver en reel Q på noget under 0.01.

Der skal stadig to størrelsesordner forbedringer til før det muligvis kan bruges til noget.

  • 7
  • 10

Nu har jeg fulgt NIF i med- og modgang i vel 20 år eller deromkring. Videnskabeligt set er det et ægte gennembrud. Tillykke. Men vejen til kommercielle laserfusionskraftværker er lang, og jeg kan godt have min tvivl om, de nogensinde bliver en realitet, og selv hvis det skulle blive tilfældet en gang efter min levetid, om NIF-erfaringerne så vil have været banebrydende. Alligevel kipper jeg med flaget. Det er et videnskabeligt gennembrud og en teknologisk bedrift at have opnået dette resultat med et så kompliceret system baseret på 30 år gammel teknologi. Men jeg kan også se, at en del medier er gået helt over gevind over betydningen af dagens nyhed. Forventningerne kan blive så høje, at skuffelser er uundgåelige.

  • 42
  • 2

Medierne er gået helt gevind fordi forskerne konstant redefinerer Q til at se bedre ud.

Denne nyhed er ca. 99% spin og 1% reelt fremskridt.

Det er deprimerende at fusionsenergi lider under den slags vildledning. Det er alt for vigtigt til at blive misbrugt af charlataner.

  • 1
  • 8

Men jeg kan også se, at en del medier er gået helt over gevind over betydningen af dagens nyhed.

Timingen af både experimentet og annonceringen handler mest om at Kongressen er begyndt på budgetforhandlingerne og der har været talt om at skære ned i de nationale laboratoriers budgetter.

For så vidt fusionsenergi er der ikke ret meget NIF kan bidrage med.

Nogle mere præcise målinger af nogle tal vi allerede kender ret godt kommer ikke til at gøre den store forskel.

NIF er bygget til at kunne experimentere med visse aspekter af brintbomber uden faktisk at fyre brintbomber af og det gør den efter sigende glimrende.

Experimenterne med fusionsenergi er kun en hobby de specielt udøver op til budgetforhandlinger.

  • 26
  • 2

Ups, jeg tastede på min mobiltelefon, mens jeg så VM-semifinalen og glemte et par ord - der skulle have stået “vil det være tvivlsomt, om NIF-erfaringerne så vil være banebrydende”.

LLNL oplyste, at 15 pct. af forsøgene ved NIF er relevante for fusionsenergi, hovedparten af tiden bruges ganske rigtigt på forsøg relevante for at sikre, at brintbomberne på lager stadig fungerer, som de skal. Den intense neutronstråling ved dette forsøg blev i øvrigt også brugt i forbindelse med militærteknologiske materialestudier.

Jeg vil også gerne se om forsøget, der foregik kl . 1 om natten 5. dec, kan gentages, eller om det var et lucky punch. Men det er stadig en teknologisk bedrift, at de har opnået ignition.

  • 14
  • 1

Mht hvad der er medregnet i rekorden, så ville man, hvis man havde fulgt pressemødet i går kl 16, vide at det kun er energien i lyset, 2 MJ der er øget til 3 MJ fusionspower - laserne brugte 300 MJ for at frembringe de 2 MJ lys, så ikke et videre effektivt kraftværk vi har med at gøre her - 100% ind 1 % ud, så sænk bare armene igen, vi er ikke helt i mål endnu...

  • 5
  • 0

LLNL oplyste, at 15 pct. af forsøgene ved NIF er relevante for fusionsenergi, hovedparten af tiden bruges ganske rigtigt på forsøg relevante for at sikre, at brintbomberne på lager stadig fungerer, som de skal. Den intense neutronstråling ved dette forsøg blev i øvrigt også brugt i forbindelse med militærteknologiske materialestudier.

Så var det derfor de talte så meget om bomber i forbindelse med pressemødet i går. Når vi holder foredrag om fusionsenergi, så taler vi aldrig om bomber, det er totalt irrelevant, det er kun med til at skabe utryghed hos tilhørene og så tvivl om de reelle hensigter med forskningen på området.

  • 1
  • 0

Brintbomber har jo længe haft en Q >> 1. Det er bare ikke til at bruge til noget. Ligesom dette ikke er til at bruge til noget. Det er jo ikke fordi man ikke ved om den del kan lade sig gøre. Udfordringen er jo at lave det om til strøm til billige penge. Og her er NIF ikke engang tæt på. De peger ikke engang i den retning. NIF er næsten ligeså irrelevant som en brintbombe. Måske kan de lære lidt om nogle plasma instabiliteter. Om den læring så kan bruges i tokamaker eller stelleratorer, som er noget tættere på at kunne bruges til noget, er så noget andet igen. Men det er da flot alligevel.

  • 3
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten