Ny rapport: Amerikansk kæmpelaser er næppe vejen til fusionsenergi

Hjertet af National Ignition Facility, hvor 192 laserstråler fokuseres på en beholder, der indeholder en lille brintpille. Laserstrålingen generer på indirekte vis et tryk i beholderen, der sammenpresser pillen og øger temperaturen, så betingelserne er tilstede for, at brintkerner kan smelte sammen til heliumkerner under frigivelse af energi. Det har i praksis dog vist sig svært at styre processen optimalt. Illustration: NIF

Anlægget hedder noget misvisende National Ignition Facility, for det store spørgsmål er, om anlægget nogensinde vil kunne levere ignition - ikke hvornår det vil kunne ske.

Det skriver det amerikanske energiministerium i en rapport, som er udarbejdet af National Nuclear Security Administration. Ignition er fagtermen for et laserfusionsenergianlæg, der leverer mere energi, end det selv forbruger.

NIF blev bygget af to årsager. Dels for at lave forsøg med laserfusion til fredelige energiformål, dels for at amerikanerne kan vedligeholde deres kernevåben uden at foretage prøvesprængninger.

Den første årsag hører man normalt mest om, mens den anden i virkeligheden var udslagsgivende.

Læs også: Årlig regning for at vedligeholde USA's kernevåben: 45 milliarder kroner

Fokus for tiden er da også på eksperimenterne, der skal vise, hvordan materialer i brintbomberne ældes over tid. Hertil er det ikke afgørende at opnå ignition.

Det er dog et alvorligt tilbageskridt, at det nu erkendes, at NIF har svært ved at bidrage afgørende til udvikling af civil fusionsenergi.

Men det er måske ikke overraskende. For anlægget har lige fra dets byggeri været udsat for store problemer og været udsat for kritik - ikke mindst fra Stephen Bodner, der tidligere har været direktør for laserfusionsprogrammet ved US Naval Research Laboratory (NRL).

Læs også: Nul fusionenergi ud af verdens kraftigste laser

Kritiker: Det sagde jeg allerede i 1995

Han siger i dag til Physics Today:

»I det store og hele er rapporten en bekræftelse på det, som jeg sagde i 1995. Det har taget 21 år og kostet milliarder af dollars at bekræfte mine forudsigelser.«

NIF udnytter et indirekte princip for laserfusion, hvor laserenergien genererer røntgenstråling i en lille holder, som derefter sammenpresser en brintpille, så der opstår tryk og temperaturer, hvor brintkerner kan fusionere til heliumkerner.

Det bedste resultat, der er opnået, er, at det er lykkedes at få mere energi ud af processen i forhold til den energi, som rammer selve brintpillen. Men stadig langt mindre end det samlede energiforbrug i hele anlægget.

Læs også: Forskerjubel: Vi får mere energi ud, end vi propper ind i fusionspille

Rapporten konkluderer, at der ingen sikker vej findes ved NIF, der vil garantere, at det bliver muligt at opnå ignition engang i fremtiden, selv om alt håb herom dog ikke endnu er opgivet.

På baggrund af erfaringerne med NIF har National Academies' National Research Council dog tidligere anbefalet, at man også satser på andre teknologier end NIF-designet til laserfusion.

Læs også: Forskningsråd: Der er andre veje til laserfusion end verdens kraftigste laser

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

@Jens Ramskov

Citat fra artiklen: "Ignition er fagtermen for et laserfusionsenergianlæg, der leverer mere energi, end det selv forbruger."

Dette mener jeg ikke er korrekt. Ignition er en betegnelse for det punkt, hvor fusionsreaktionen producerer nok energi til at holde sig selv kørende uden yderligere tilførsel af energi. Eller sagt med andre ord, som navnet da også indikerer, er ignition det punkt (angivet ved en temperatuer) hvor der sker antændelse af brintpillen og den eksterne energitilførsel kan stoppes.

Dette er ikke nødvendigvis det samme som breakeven for hele anlægget, som er det du beskriver.

Tjek evt. wiki, der forklarer forskellen mere detaljeret: https://en.wikipedia.org/wiki/Fusion_ignition

  • 4
  • 0

Hvis man propper 1,8 MJ ind i anlægget og får mindre fusionsenergi ud fra en brintpille, har man ikke nok energi til at sammenpresse næste brintpille og opretholde en selvkørende proces - og så ser vi endda bort fra tab ved konvertering af fusionsenergien til elektrisk energi.

Jeg benytter ignition som NIF:

The goal of many NIF experiments is to create a self-sustaining “burn” of fusion fuel (the hydrogen isotopes deuterium and tritium) that produces as much or more energy than the energy required to initiate the fusion reaction—an event called ignition.

fra https://lasers.llnl.gov/science/ignition/i...

  • 1
  • 1

NIF er et forskningsanlæg og ikke et tænkt som kraftværk. Et forskningsanlæg må gerne forbruge mere energi end det producerer - anlægget er skabt til at producerer forskningsresultater - ikke energi.

Selvom NIF ikke kan producere et overskud af energi, så udelukker det ikke laserfusion som fremtidig energikilde. Her i Europa forskes også i laser fusion - den europæiske laser er mindre end NIF's. http://www.hiper-laser.org/

  • 3
  • 0

Det er rigtigt, at NIF er et forskningsanlæg, men det er designet til at opnå ignition, som dets navn tilskriver. Det ser ikke ud til at blive tilfældet.

Selv om NIF er nyttig for vedligeholdelse af de amerikanske atomvåben, kan man godt betegne det som en form for fiasko for anlægget.

Der er ganske rigtigt andre veje til laserfusion, om de er mulige kandidater til praktisk fusionsenergi må tiden vise.

  • 2
  • 0

@Jens Ramskov

Du modsiger dig selv.

Jeg er enig i din definition i kommentaren: At ignition er den proces der antænder brintpillen og holder processen gående.

Men i artiklen beskriver du ignition som "et laserfusionsenergianlæg, der leverer mere energi, end det selv forbruger."

Jeg må insistere på at det er to forskellige ting. Man kan sagtens have ignition uden netto energigevinst. Ignition kan altså godt forekomme selvom anlægget leverer mindre energi, end det selv forbruger, bare der er energi nok til at holde selve fusionsprocessen i gang.

Men lad nu bare det ligge, interesserede kan som sagt se forskelle beskrevet på Wikipedia, hvor de netop gør noget ud at forklare, at man skal passe på med at forveksle de to ting.

  • 4
  • 0

NIF er et system der arbejder med meget korte impulser. Derfor giver den traditionelle definition af Ignition ikke så meget mening. Det er nok også derfor at NIF selv bruger en lidt anden definition en dem der har skrevet på Wikipedia. Wikipedias definition passer bedre på "magnetic containment" reaktorer.

  • 2
  • 0

Jeg har fulgt fusions forskning i mange år. Og mener at det, på lang sigt, er den eneste teknologi der kan lever nok energi med en acceptabel lav miljøbelastning.

Men NIF’s princip har jeg altid betragtet som et helt urealistisk bud på et kommercielt kraftværk. Selv hvis de løser problemet med at få nok energi ud af deres nuværende eksperimenter: De skal op på mindst 20 MJ per puls. Deres nuværende rekord er omkring 14 KJ.

For at lave et kommercielt kraftværk skal man jo producere væsentligt mere energi end man forbruger. Og i stor skala. Som i mange 100x MW.

Man skal kunne producere nok hohlraum (brandstof korn) med den nødvendig, meget høje, præcision. Og indfører den korrekte blanding af isotoper. Disse skal så skydes ind i reaktorkernen (Hvor der stadig er varm gas/plasma fra de forrige hohlraums) Hvor de skal rammes af 192 laserer, med en præcision på brøkdele af mm og grader.

Selv for et middelstort kraftværk skal der bruges noget der ligner 15 til 20 hohlraum’s i sekundet. Og det er beregnet med nogle meget optimistiske estimater for effektivitet. I et mere realistisk kraftværk skal man nok bruge 10 gange så mange.

Det tror jeg simpelthen ikke på kan lade sig gøre. Men nu var bevarelse af de amerikanske atomarsenaler også hovedargumentet for at bygge NIF. Og fred være med det. Forhåbentlig ;-)

  • 1
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten