Tyskland har lige sprøjtet nyt håb ind i atomfusionskraftdrømmen

Tyske forskere indeholdt heldigvis et hydrogenplasma på onsdag, der bringer verden et skridt tættere på den utopiske drøm om atomfusionskraft.

Forbundskansler Angela Merkel skubbede den røde knap på Wendelstein 7-X stellaratoren eller W7-X og startede en reaktion nedtælling, der opvarmede hydrogen med kraften på 6.000 mikrobølger. Plasmaet var vedvarende i bare en brøkdel af et sekund. Forsøget blev heralded som en succes.

Kernefusion er den modsatte reaktion på den fission, der styrer nutidens atomkraftværker. Mens fissionreaktorer bryder sammen tunge uranatomer og indfanger den energi, der frigives gennem denne proces, involverer fusionskraft sammenbrud af to lettere atomer og danner en enkelt, tungere.

Hydrogenfusion er hvad der styrker solen og stjernerne. At opbygge et fusionskraftværk her på Jorden svarer til at lave en lille sol og holde den i vores verden. Det er en ekstremt vanskelig opgave, da uden det knusende pres, der skyldes den rene masse af stjernerne, skal temperaturer, der er nødvendige for at starte reaktionen på denne planet, være mange gange varmere end dem, der findes i midten af ​​solen.

Hvis udnyttet, kunne fusion verden over for mange gange over et brændstof af havvand uden risiko for atomindsmeltning og meget lidt affald. Det er ikke underligt, at målet har brugt så mange globale ressourcer på trods af sådanne langsomme fremskridt.

En international indsats, kendt som ITER, har kostet milliarder til dato og har været plaget af frustration og forsinkelser. Når man forudset at producere et plasma inden 2016, er dette mål blevet skubbet ned ad vejen - måske på ubestemt tid.

"Jeg forventer nu at afsætte min fulde professionelle karriere, før jeg ser et anstændigt plasma i ITER," fortæller en fysiker på anlægget New Yorker.

Det tyske initiativ, der ligger ved Max Planck Institute for Plasma Physics i Greifswald, deler det samme mål som ITER: En stabil, indeholdt hydrogenfusion reaktion. De er dog baseret på to forskellige enheder.

Fusionsreaktioner involverer fremstillingen af ​​en overophedet ioniseret gas, kendt som plasma. I millioner af grader Celsius er plasma for varmt til at være indeholdt af noget materiale på jorden. De bedste ideer til, hvordan man indeholder dette plasma involverer at cirkulere det i en doughnutform inden i et vakuum med kraftige superkølede magneter. De to øverste designs til denne enhed er tokamak og stellaratoren, se nedenfor:

Tokamak, som er grundlaget for ITER, blev først foreslået af sovjetiske fysikere i 1950'erne. Det er enklere i design end stellaratoren, men meget mere komplekst i drift.

Stellaratoren, der fremgår af det tyske eksperiment, har et meget mere kompliceret design og kunne ikke have været bygget uden supercomputing power, der først blev tilgængelig i 1980'erne.

Denne uges succes i Tyskland er et signal om, at stellaratoren er i gang med, og måske har endda overgået tokamak i løbet til kommerciel nuklear fusion.

Tysklands W7-X kostede 440 millioner dollars. Det samlede projekt har kostet mere end en milliard dollars over to årtier. Målet er at rampe op enheden, så den kan opretholde hydrogenfusionsreaktioner i længere tid, op til 30 minutter. Forskerne involverer håb om, at milepæl vil nås inden 2025.