Nu avslöjas fler resultat från när världsrekordet i fusion slogs vid den brittiska anläggningen JET. Under experimenten kunde forskarna för första gången observera hur fusionsreaktionen i sig höll det omgivande bränslet varmt och därmed själva reaktionen igång. Processen kallas för alfaupphettning (alpha heating) och att studera den är centralt för möjligheten att utveckla fusionskraftverk i framtiden.

En illustration av hur fusionsreaktorn JET ser ut under ett försök med 100 000 grader varm plasma. Foto: UKAEA, UK Atomic Energy Authority

– De nya resultaten ger en stabil grund att bygga vidare på, säger Chalmersforskaren Pär Strand, som tillsammans med forskare från KTH och Uppsala universitet ingår i det stora forskarlag som samarbetat kring försöken i JET.

Pär Strand har varit en del av fusionsforskningen i många år och leder en forskargrupp inom plasmafysik och fusionsenergi på Chalmers, där de med hjälp av datormodeller konstruerar förhållandena i fusionsreaktorer under drift.

Fusion bygger på att solens energiproduktion efterliknas här på jorden. Vid fusion förenas lätta atomer och bildar en ny atom, vilket resulterar i att stora mängder energi frigörs. För att detta ska kunna ske behöver atomerna hettas upp till temperaturer på över 100 miljoner grader och kontrolleras under tillräckligt lång tid. Inget material tål sådana temperaturer, så anläggningar som JET, strax utanför Oxford i England, använder i stället magnetfält för att hålla den upphettade gasen – plasmat – på plats i reaktorn. Tekniken har utvecklats under lång tid och följer nu en tydligt utstakad väg för att skapa ren energi i stor skala. Nu ger de nya resultaten vind i seglen.

– Ett av de mest iögonfallande resultaten är den första detaljerade observationen av hur fusionsbränslet håller sig varmt genom alfaupphettning, säger Costanza Maggi, forskare på UK Atomic Energy Authority och tidigare projektledare på JET. Detta är den process där högenergetiska heliumjoner (alfapartiklar), som kommer ut ur fusionsreaktionen, överför sin värme till omgivande bränsleblandning och därmed håller fusionsprocessen igång. Att studera denna process under realistiska förhållanden är avgörande för att utveckla fusionskraftverk.

Utöver den första observationen av alfaupphettning presenteras även andra viktiga resultat vid den internationella konferensen 29th IAEA Fusion Energy Conference i London. Till exempel presenteras tekniker för att skydda väggarna i reaktorn, uppvärmningstekniker och metoder för att återvinna fusionsbränsle som absorberats i reaktorns väggar. Resultaten är avgörande för arbetet inför framtida fusionsexperimentreaktorer som ITER, och visar potentialen för fusion som en framtida energikälla.

Det var år 2021 som Eurofusion (European Consortium for the Development of Fusion Energy) genomförde en omfattande experimentkampanj vid JET (Joint European Torus-anläggningen) i Culham, Storbritannien. Målet var att utforska de extrema förhållanden som förväntas i den större experimentreaktorn ITER som nu byggs i Frankrike. Forskarna nådde de efterfrågade temperaturerna på 150 miljoner grader celsius inuti det munkformade molnet av plasma (het, laddad gas) inuti i JET:s magnetfältsbur. Rekordet för fusion slogs också vid experimenten, då 0,17 milligram bränsle användes för att skapa 59 megajoule energi.

Filed under: SvenskTeknik