Forskerne satte ny, opsigtsvækkende rekord i udviklingen af fusionsenergi. Det skete lige inden jul i 2021. Med anvendelse af blot 0,17 mg brændstof kan man skabe lige så meget energi, som ved at afbrænde 2 kg kul. Men det foregik i så kort et øjeblik, at det kun er et glimt af de nye muligheder. DTU-forskerne er stadig i gang med at forstå, hvordan plasmaet opførte sig i dette enestående eksperiment.
Plasmaets tilstand er helt afgørende for at få atomkernerne til at smelte sammen, blive et med hinanden og frigive energi.
Glimtet på videoen har givet endnu et håb om, at det en dag kan lykkes at producere bæredygtigt energi til samfundet via disse fusions-processer.
Rekorden fandt sted i byen Culham i England, hvor den fælleseuropæiske fusionsmaskine, JET, er placeret. Dette område er blevet det nye Mekka for forskning i at skabe energi ud fra fusion af atomkerner.
Energi til at koge vand i 100 el-kedler i køkkenet
Postdoc Alexander Thrysøe fra DTU Fysik fortæller: - I dette eksperiment på JET producerede vi 59 MJ varmeenergi ved fusionsprocesserne, og det er faktisk den største energimængde, man nogensinde har produceret ved menneskeskabt fusion i et enkelt eksperiment. Den mængde energi er det samme som at have 100 elkedler hjemme i køkkenet, der hver koger én liter vand.
Det er ikke så meget, men ikke desto mindre er det rekorden for energi skabt via fusion i en maskine, og det er vel at mærke opnået ved en ufattelig lille mængde brændstof.
- Vi brugte kun 0,17 mg brændstof til at skabe den mængde energi”, siger Alexander begejstret og fortsætter: - Der skal bruges to kg kul til at producere en tilsvarende energimængde. Det er altså 10.000.000 gange mere brændstof, så det kommer altså rigtig meget energi ud af meget lidt brændstof, når vi taler om fusionsprocesser.
Et julemirakel
Det var en særlig dag den 21. december 2021 for det er meget sjældent man laver fusionsenergi.
- Før jeg beskæftigede mig med dette emne, troede jeg, at man som fusionsforsker hver morgen går ind i kontrolrummet, laver et eksperiment med at fusionere atomkerne og prøver at slå gårsdagens mængde af frigivet energi. Men sådan er det langt fra, fortæller Alexander.
- Sidst man lavede fusionsenergi på JET var i 1997, hvor der også blev lavet verdensrekord, som lød på 22 MJ produceret energi fra fusion af atomkerner, siger Alexander.
Den nyeste rekord fra 2021 er altså næsten tre gange større end den tidligere rekord. Så det går fremad, hvilket mange også vil mene, verden får brug for.
DTU var med virtuelt i kontrolrummet ved forsøget den 21. december 2021. Alexander smiler: - Data fra eksperimentet strømmede ind på skærmene, og vi vidste næsten med det samme, at rekorden var slået. I fem sekunder lykkedes det os at holde fast på plasmaet. I disse fem sekunder foregik fusionsprocesserne, hvor vi producerede de 59 MJ. Stemningen hjemme bag skærmene (der var jo COVID-19-nedlukninger) var høj, og vi gik på juleferie med dette lille, hemmelige julemirakel.
Det var hemmeligt, fordi forskerne skulle have tid til at tjekke, om resultaterne var pålidelige. Det var først i februar 2022, forskerne i fællesskab offentliggjorde rekorden.
Rekorden analyseres af DTU-forskere
Her halvandet år senere bearbejderne forskerne fra DTU og resten af verden stadigvæk målingerne fra glimtet fra den producerede energi
Alfa og omega er om, forskerne bliver i stand til at styre og fastholde plasmaet, hvor fusionsprocesserne sker. Men det kan være mindst lige så svært at styre plasmaet som at styre en folk vilde teenagere til fest. Mens der (heldigvis) ikke kan laves modeller for teenageres opførelse, så laver forskerne modeller for plasmaets måde at opføre sig på.
- Eksperimentet viste, at vores modeller er gode. Selvom vi var meget begejstrede for resultaterne, var vi ikke overraskede. Plasmaet opførte sig som vores modeller havde forudsagt, og det tegner rigtig godt for den videre fusionsforskning. Vi er på rette vej til at forstå og beskrive plasmas vilde opførsel. Det er det bedste af det hele, smiler Alexander.
Forskerne skal dog udvikle og forstå meget mere før energi fra fusionskraft bliver en realitet i vores elnet.
Internationalt samarbejde frem for konkurrence
På spørgsmålet om, hvorvidt vi europæere så er førende inden for fusionsenergi siger Alexander: - Det kan man ikke stille så simpelt op. Der er forskellige discipliner inden for fusionsenergi, hvor man kan være indehaver af forskellige typer rekorder. Det er lidt ligesom, at en person kan have rekord i længdespring, og en anden kan have rekord i højdespring. Men ingen har nogensinde produceret mere fusionsenergi i et enkelt eksperiment, end vi her gjorde på JET.
Stor maskine til fusion bygges i fællesskab
Forsøgene, modellerne og de øvrige erfaringer fra eksperimenter med fusion fra hele verden bruges på højtryk i den igangværende udvikling af ITER, som er en stor, international forsøgsmaskine til at skabe fusion. Den er ved at blive konstrueret og bygget i Sydfrankrig og udover EU, er Kina, USA, Rusland, Indien, Sydkorea og Japan med. – Den vil garanteret slå den nuværende rekord, siger Alexander forventningsfuldt.
Af Videnskabsjournalist Karina Goyle