Kæmpemagnet giver næring til drømmen om kommerciel fusionsenergi

Illustration: Commonwealth Fusion Systems

Onsdag fortalte Cambridge-virksomheden Commonwealth Fusion Systems, at den 5. september har gennemført en succesfuld test af »verdens stærkeste« høj-temperatur-superledende magnet (HTS), der betegnes som en nøgleteknologi i bestræbelserne på at realisere drømmen om at kunne udvikle kommerciel fusionsenergi i fremtiden.

En test, der viser, at magneten bygget i større målestok kan nå et vedvarende magnetfelt på mere end 20 tesla i fem timer, hvilket ifølge virksomheden er nok til, at man med succes vil kunne opnå nettoenergi fra fusion i virksomhedens tokamak-enhed, der er en prototype-fusionsreaktor kaldet SPARC.

»Vi gik fra, at vi for tre år siden ikke engang vidste, hvorvidt en sådan en magnet kunne eksistere, til at have den i dag,« siger Bob Mumgaard, der er plasmafysiker og Commonwealth Fusion Systems’ medgrundlægger og administrerende direktør, til Science, mens han på virksomhedens hjemmeside supplere med at sige, at det »vil give verden en klar vej til fusionsenergi for første gang«.

»​​Verden har behov for en fundamental ny teknologi, der kan understøtte bestræbelserne på at afkarbonisere inden for en tidshorisont, der kan afbøde klimaforandringerne. Denne test af vores magnet viser, at vi har den teknologi, og vi er på vej til at producere ren, ubegrænset energi til hele verden,« lyder det meget optimistisk fra Bob Mumgaard i kølvandet på den succesfulde test af den D-formede magnet, der måler to meter i længden og en meter i bredden.

Muliggør mindre, billigere fusionsanlæg

Den mægtige magnet er en væsentlig brik i bestræbelserne på at producere fusionsenergi, fordi den muliggør etableringen af væsentlig mindre og billigere fusionsanlæg, end det hidtil har været mulig.

En tokamak, der en type fusionsreaktor, har til formål at fange den energi, der frigives, når kerner af deuterium og tritium – de tunge isotoper af brint – smelter sammen til dannelse af helium og energiske neutroner. For at gøre det er en tokamak afhængig af intense magnetfelter, der kan fange og klemme en super-varm ioniseret gas eller plasma i et doughnut-formet vakuumkammer.

Det er dog endnu ikke lykkedes forskere at bygge en tokamak, der giver mere energi, end den forbruger, og der har tilmed længe eksisteret en gængs opfattelse af, at man har behov for at bygge en tokamak enormt store for at nå et break even-punkt. Blandt andet eksemplificeret ved den internationale ITER-fusionsreaktor til en pris på 5.610.000.000 euro, der i disse år er under opførelse i Frankrig. Et anlæg, der har et vakuumkammer, der er 11 meter højt og 19 meter bredt.

Men med high-field-magneter mener Commonwealth Fusion Systems’ forskere dog, det er muligt at bygge en tokamak mere kompakt, ligesom de tilmed vil blive billigere og nemmere at bygge.

Presses til det yderste

Selve magneten udviklede Commonwealth Fusion Systems ved at vikle spoler sammensat af høj-temperatur superledere – såkaldte barium kobberoxider af sjælden jord – frem for at anvende almindelige superledende metaller som niobium-tin.

Udfordringen var hovedsageligt at fremstille en magnet, der kan bære de enorme mekaniske belastninger, der genereres, når selve magnetfeltet skubber tilbage på de strømførende spoler.

Almindelige superledere kan formes til robust tråd, der kan vikles ind i en spole, men høj-temperatur superleder kommer i en relativt skrøbelig bånd. Så for at udvikle sin magnet kom forskere med et design, hvor tynde lag bånd er klemt mellem stærkere lag af metal, forklarer Brian LaBombard, der er plasmafysiker og ingeniør ved MIT, der arbejdede på magneten, til Science:

»Du skal dybest set have så meget metal som du kan. Og det design, vi har her, presser det til det yderste.«

Næste stop: Nettoenergi fra fusion inden 2025

Med den succesfulde HTS-magnet i hånden meddeler Cambridge-virksomheden, at man nu er klar til at forfølge sit næste mål, som går på at udvikle en prototype-reaktor ved navn SPARC.

En prototype, der er under opførelse i Devens, massachusetts, hvorfra forskerne forvente at kunne demonstrere nettoenergi fra fusion inden 2025. SPARC-anlægget skal tilmed bane vejen for det første kommercielt levedygtige fusionskraftværk kaldet ARC, oplyser Commonwealth Fusion Systems på sin hjemmeside.

Demonstrationsanlægget vil være på størrelse med mellemstore eksisterende testanlæg, men vil have et meget stærkere magnetfelt, og forventes at producere 50-100 MW fusionskraft, der opnår fusionsforstærkning, Q, større end to.

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Når Fusionskraftværker kommer til at fungerer, vil det blive modarbejdet kraftigt af "de grønne" med økonomisk støtte fra kul, olie og gas selskaberne. Præcis som de har gjort med fissions kraft, som vi allerede har, og som har fungeret i mere end 60 år.

Så uanset hvad der sker med fusion, så er det for lidt og for sent, til at redde naturen og dyrelivet på planeten.

  • 8
  • 41

Når Fusionskraftværker kommer til at fungerer, vil det blive modarbejdet kraftigt af "de grønne" med økonomisk støtte fra kul, olie og gas selskaberne. Præcis som de har gjort med fissions kraft, som vi allerede har, og som har fungeret i mere end 60 år.

Så uanset hvad der sker med fusion, så er det for lidt og for sent, til at redde naturen og dyrelivet på planeten.

Fusion er ufattelig kompliceret at få til at fungere. Hvad er fordelen, i forhold til A-kraft?

Er det ikke bare A-kraft, på en langt mere kompliceret måde, hvor der skal bruges masser af sjældne materialer der er dyre at fremskaffe og fremstille for at lave kraftværket?

Fusion er et ganske udmærket projekt for teknologidemonstration, hvis det man ønsker, er at demonstrere hvad man kan. Men, når man netop ikke kan...

  • 6
  • 27

Fusions projekter bruges som undskyldning "for at gøre noget" for at modvirke Global opvarmning og Naturødelæggelse.

Det bruges som et high tech påskud for ikke at investerer i fissionskraftværker som faktisk virker og forsyner verden med 9% af verdens strøm og 30% af Europas strøm.

Hvis det ikke kommer til at virke, kan vi bruge undskyldningen: "vi prøvede jo".

  • 7
  • 36

Som jeg forstår det, så vil fussion i princippet give et større potentielt output end fission, samtidig med at der produceres færre radioaktive rest produkter. Og fussions fuel er langt nemmere at skaffe.

Den svære del er selve reaktoren.

Det er muligt at producere langt mindre radioaktivt affald ved fissionskraft, end man normalt gør i dag. Fremtidens atomkraftværker, vil bruge mindre brændstof, og producere langt mindre affald. Man kan lave a-kraftværker, der kun skal påfyldes brændstof en gang i sin levetid (når det bygges), og herefter ikke mere. Og det er begrænset,hvor meget radioaktivt affald der er.

Der er en meget kraftig neutronbestråling ved fusionskraft, og den gør alt readioaktivt. Selvom der ikke er meget affald, så bliver hele kraftværket radioaktivt, og levetiden af materialerne påvirkes, og måske skal noget udskiftes. Og det som udskiftes og kasseres er også radioaktivt. Jeg er ikke sikker på, at der produceres mindre affald end ved fission.

Vi er meget langt fra at opnå fusionskraft, og det er ikke noget, som vi på nogen måder kan regne med. Jeg er meget sikker på, at vi ikke får fungerende fusionskraftværker i min levetid.

Når vi laver planer, skal de gøres uden fusionskraft. Hvis fusionskraft en gang kommer til at fungere, kan man lave nye planer.

Selvfølgeligt skal vi forske i fussion. Men, at tro på det - det er rent religion.

  • 8
  • 12

Som John skriver, så er og bliver ITER et stort eksperiment. Det går mindst et årti inden den kører på deuterium/tritium brændsel. Derefter skal en demo- reaktor bygges før kommercielle kraftværker kan bygges, vi taler om mange år! Måske andre fusions teknologier, overhaler indenom?

  • 8
  • 0

Og det som udskiftes og kasseres er også radioaktivt. Jeg er ikke sikker på, at der produceres mindre affald end ved fission.

Måske tager jeg fejl, men selvom de fysiske omgivelser i et fusionkraftværk som man forestiller sig det idag ( for de findes jo ikke endnu) pga den kraftige neutronstråling bliver radioaktive, så dannes der næppe ret store mængder stoffer med lange halveringstider. Der er da afgørende forskel på om man skal "opbevare" affaldsprodukter i 10 år eller 100.000 år. Andre forhold som at fusionsprocessen kke kan løbe løbsk hvis noget går galt og brændstoffet, som der i princippet ikke skal ikke bruges ret meget af, ikke skal graves ud af en mine, er vel også elementer der bør indgå i en saglig diskussion af for eller imod fusion. At udskamme troen på at fusionsenergi kan løse et helt uoverskueligt klimaproblem for fremtidens generationer som ren religion er i mine øjne helt forkert. Jeg glæder mig hvergang over de resultater som forskerne jævnligt kommer med, der hver især bringer os nærmere drømmen om en ren og uudtømmelig energikilde.

  • 18
  • 1

Er det ikke bare A-kraft, på en langt mere kompliceret måde, hvor der skal bruges masser af sjældne materialer der er dyre at fremskaffe og fremstille for at lave kraftværket?

Den primære forskel er at fusions brænslet kun tilføres kraftværket så hurtigt som det det brændes af, hvor et fissionskraftværk sidder på 10 års brænsel.

Det svarer til et lerjbål på en tømmerflåde vs et lejrbål på toppen af en kulbunke. begge dele kan lade sig gøre hvis man tænker sig om, men der er stor forskel på konsekvenserne hvis man fumler.

  • 11
  • 1

Jeg glæder mig hvergang over de resultater som forskerne jævnligt kommer med, der hver især bringer os nærmere drømmen om en ren og uudtømmelig energikilde.

Enig!

Det er også meget positivt er den afledte energi der fremkommer ved fusions-processer kan afledes og give energistrømme der høstes efter flere overgange mellem energiform, materialer og spatial udbredelse, stadigvæk er nær uudtømmelig. Smtidig er man allerede langt fremme i industriel skala med at optimere energiomformerne der kan høste den diffuse afledte spatielle energi.

😁

  • 7
  • 2

Hej Michael Fos

Når Fusionskraftværker kommer til at fungerer, vil det blive modarbejdet kraftigt af "de grønne" med økonomisk støtte fra kul, olie og gas selskaberne. Præcis som de har gjort med fissions kraft, som vi allerede har, og som har fungeret i mere end 60 år.

Din dolkestødsmyte er ligesom nybrygget kaffe; hjemlig og hyggelig.

Jeg kan ikke lade være med at tænke på andre teknologier, der blev dolket af onde illuminati-ordner: Luftskibe, Beta-max, hovercraft etc

  • 19
  • 4

Er det kun mig eller ….. Artiklen beskriver en banebrydende opdagelse - et magnetfelt, som er dobbelt så stærkt som tidligere. Dette vil rykke os mod kommerciel fusionsenergi hurtigere end vi kan forestille os. Løsningen er jo netop at opnå disse super kraftige magnetfelter så plasma bliver indesluttet. Glæder mig til kommentarer fra alle “glædesdræberne”

  • 6
  • 5

Vi har været inde på det tidligere: https://ing.dk/artikel/verdens-staerkeste-...

På SPARC FAQ (https://www.psfc.mit.edu/sparc/faq) står der, at der har været lavet små magneter med styrke op til 42Tesla.

Have magnets been built with this new superconductor? Yes: Small-bore magnets have been built with fields up to 42 tesla, considerably higher than required for SPARC.

Ifølge MIT får vi måske fusionsenergi på nettet, allerede i 2030:

On this path, how long would it take before fusion energy is on the grid? MIT scientists and their collaborators believe that ARC — a fusion pilot plant that would produce electricity continuously — could be built and operating by early 2030.

Det bliver spændende at se om det kommer til at passe. Kun 9 år, til at der fremstilles energi på nettet, lyder dog lidt optimistisk.

  • 4
  • 4

såkaldte barium kobberoxider af sjælden jord

“af sjælden jord”? Mon ikke der oprindeligt stod noget i retning af “rare-earth barium copper oxide”[1], som så har fået en omgang maskin-oversættelse?

Vel at mærke uden der efterfølgende er et menneske med kendskab til det periodiske system, som har læst teksten igennem, inden det blev publiceret i et såkaldt fagtidsskrift. Suk.

[1] https://en.m.wikipedia.org/wiki/Rare-earth...

  • 9
  • 1

Fusion kan producerer en masse brint som sidegevinst. Brintfremstilling er jo netop meget energikrævende på de traditionelle måder.

  • 0
  • 10
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten