Sommercamp med fusion og hygge

torsdag 19 aug 21
|

De laver plasma

Deltagerne generer plasma på mange forskellige måder i løbet af campen. Det er nemlig i meget varmt plasma, at fusion af atomkerner kan forekomme.

Deltagerne fortæller, at de eksempelvis har skabt små lyn i laboratoriet. Lyn er varm, lysende plasma ved atmosfærisk tryk. Her betyder plasma, at elektroner i luftens molekyler har løsrevet sig fra deres atomkerner og bevæger sig frit rundt sammen med de positiv ladede atomkerner.

De unge deltagere laver lynene med små Tesla-spoler, som de selv har bygget i løbet af ugen. Lynene opstår, fordi transformeren i Tesla-spolen producerer en høj spænding, hvilket gør det muligt at trække små gnister fra denne. Præcis som de lyn vi ser på himlen, bare i mindre skala. Det er også muligt at få lysstofrør til at lyse, når disse holdes i nærheden af en Tesla-spole. Plasma dannes, idet Tesla-spolen inducerer en strøm i gassen inde i lysstofrøret.

Deltagere får lysstofrør til at lyse med teslaspole

Måske vil disse gymnasieelever komme til at skabe fremtidens fusionskraftværk, der kan producere energi til vores samfund. Ren energi. Er de vores håb for fremtiden? 

I uge 31 (2021) besøger jeg DTU Fysik, hvor fjorten gymnasieelever er på sommercamp på DTU Fysik for at blive klogere på fusionsenergi. Fusionskraft kan blive en af fremtidens muligheder for produktion af energi uden udledning af CO2. For at det kan ske, vil det blandt andet kræve fortsat udvikling af teknologi, forskning og økonomiske rammer. Forskerne vil udføre succesfulde eksperimenter, men de vil også lave mislykkede eksperimenter. Fysikken i plasma skal forstås bedre. Unge hjerner er kreative og skal på længere sigt bidrage. DTU Fysik ønsker at stimulere interessen for dette tværfaglige emne samt for naturvidenskab og teknologi generelt.

”Sommerskole … nej, det skal vi ikke kalde det”, siger Jonas fra Roskilde, der skal op i 3.g. En skole er noget man er forpligtet til, og denne uge er noget, vi selv har valgt - sommercamp er et meget bedre udtryk”.

Det er korrekt. Fjorten unge fra hele landet har selv valgt, at de gerne vil være på DTU i fem dage med mad og overnatning betalt og beskæftige sig med fusionsenergiforskning – krydret med en masse sociale aktiviteter.

Hvad har været det mest spændende?

”Indtil videre er det helt klart at få hænderne i de virkelige eksperimenter, som man arbejder med herude på DTU”, siger Fiona, der er fra Hammel, og skal op i 2.g. Hun fortsætter begejstret: ”At se det virkelige. Vi kunne se plasmaet og måle på det. I tokamakken så vi plasmaet gennem en rude. I fusoren, der er et andet eksperiment, så vi plasma live-streamet fra midten af eksperimentet, der foregik bag blyvægge. 

Marius fra Birkerød, der skal op i 3.g, kan bedst lide forelæsningerne. ”Jeg vidste ikke så meget om, hvor god den nye internationale forsknings fusionsreaktor, ”ITER”, er, hvor banebrydende det er! På en eller anden måde er det smukt med teknologi, der kan bruges til så meget. Det giver mig en optimisme i forhold til fremtiden, det giver et håb om, hvordan vi kan komme ud af det her - ikke bæredygtige energiforbrug”.

Astrid, der er fra Holstebro-egnen og netop færdig med 3.g, falder ind: ”Det gode er, at vi ikke hænger fast i klimatungsnak ligesom mange andre steder. Dejligt bare at høre om, hvordan vi rent faktisk kan gøre noget. Det er sjovt at kigge på teknologien i sig selv, og alle de ting man kan forske i omkring teknologien. Det er også spændende, at snakke med folk, der er så entusiastiske om, det de laver. Sådan er det jo altid inden for alle mulige områder”.

For varmt til et termometer

I tokamakken NORTH eksperimenterer forskerne med at kunne kontrollere meget varmt plasma”, fortæller Fiona, og Astrid fortsætter: Vi er i gang med at finde temperaturen på plasmaet inde i NORTH: ”Der er så varmt, at man ikke bare kan stikke et termometer derind. Man må finde på andre måder at måle temperaturen på”. Astrid viser på billedet til venstre en probe, der stikkes ind i plasmaet i NORTH. Astrid fortæller: ”Der er en metalpind, som har en spænding, og den påvirker de ladede partikler i plasmaet. Vi målte så strømmen i proben, og det fortæller noget om plasmaets temperatur. Desto større strøm, desto højere temperatur. Tror jeg nok”. Astrid smiler. 

 

Virkelig fusion på DTU

Gymnasieeleverne udfører desuden et eksperiment i fusoren. De fortæller, at de måler antallet af neutroner, der skabes ved fusion af atomkerner inde i fusoren. Fusoren er faktisk det eneste af eksperimenterne, hvor energien af ionerne i plasmaet bliver så høj, at fusionsprocesser forekommer hyppigt nok til at måle de producerede neutroner. Den høje energi opnås ved at have en meget stor spændingsforskel (ca. 25 kV) mellem et kugleformet metalnet og kammerets væg. Ladede partikler tiltrækkes af nettet fra alle vinkler, de får høj hastighed, hvilket fører til høj energi. På nettet støder de ind i tunge brintkerner. På grund af den høje energi er der mulighed for fusion. På skærmen ses tællinger af neutroner, samt det lysende plasma af tunge brint-kerner. ”Vi ser fusionen”, siger Fiona

Hvad fik jer til at melde jer til denne sommer camp? 

Marius: ”Min ven spurgte mig, om jeg ville med. Jeg havde ikke så meget at lave i sommerferien, så jeg sagde ja. Noget skulle jeg jo lave. Min ven sprang så fra, så nu er jeg her. Desuden kan også godt lide at diskutere fysik fx kvantefysik og relativitetsteori. Noget man kan tygge på. Sådan noget, der ikke er super intuitivt, siger Marius, der ikke ved, hvad han vil lave i fremtiden. Måske noget med naturvidenskab eller psykologi.

Fiona: ”Min matematiklærer skrev ud, at der næste dag var frist for tilmelding til sommercampen. Man kan lige så godt bruge en uge af sommerferien på at lære noget spændende og samtidig møde nogle andre. På en måde er det lettere at møde nye mennesker, når man er her uden venner. Der gik ikke en halv time den første dag før vi sad og small-talkede. Fx om hvor vi kommer fra og vores kæledyr. Hun siger desuden: Jeg er i tvivl om, hvad jeg gerne vil efter gymnasiet. Denne camp har åbnet mine øjne for universitetet, men der kan ske meget endnu, før jeg skal tage stilling”.

Astrid: ”Jeg hørte om campen fra min veninde, Emilie, der også er med. Hun havde set noget om den på en plakat på skolen, og hun vidste, at jeg også interesserer mig for fysik. Jeg vil gerne være noget inde for videnskab i min karriere”.

Marius, Astrid og Fiona er enige om, at der er fordele og ulemper ved at have en ven med. Og så glæder de sig alle til festen den sidste aften. 

Fusionsenergi Camp for gymnasieelever gentages igen i sommeren 2022, 2023 og 2024. Se mere her: fusionsenergi.dk. Den afholdes under projektet, ”Fusionsenergi til Alle”, som Novo Nordisk Fonden har støttet med ca. 4 mio. kr.

Af videnskabsjournalist Karina Goyle, Science Kommunikation august 2021.

 
https://www.fusionsenergi.dk/artikler/sommercamp-med-fusion-og-hygge?id=4bc5f816-5130-40b3-b694-9b36cf51a88e
23 OKTOBER 2021