Den største kjernefysisk fusjon eksperiment i verden, Joint European Torus (JET), har startet en ny testbølge denne måneden.
I en uttalelse fra UK Atomic Energy Authority ble det kunngjort at EUROfusion-forskere ved JET, som ligger i Oxford, England, har begynt å teste kjernefysisk fusjon ved bruk av helium og hydrogen, og deretter deuterium- og tritiumbrensel.
Kjernefysisk fusjon er prosessen som driver solen: hydrogenatomer kolliderer, smelter sammen for å danne et heliumatom, og frigjør enorme mengder energi mens de gjør. Reaksjonen krever imidlertid en stor mengde energi for å komme i gang, siden hydrogenatomene må kollidere med svært høye hastigheter for å smelte sammen.
“Vi tar lette hydrogenatomer, vi smelter dem sammen, som produserer et atom av noe annet,” sa JET Senior Manager Fernanda Rimini Newsweek. “Og dette noe annet har litt mindre masse enn de to originale. Så på grunn av Einsteins ligning, E = MC2, at massen omdannes til energi. Det er slik fusjon produserer energi. Det er mange reaksjoner du kan bruke: den vi bruker har to isotoper av hydrogen som kalles deuterium og tritium.”
EUROfusion / UKAEA
Deuterium og tritium er hydrogenatomer med henholdsvis ett og to nøytroner i kjernen sammen med deres enkeltproton. Dette drivstoffet varmes opp og komprimeres for å skape en super varm, super trykksatt hydrogenplasma, som er nødvendig for fusjon. Dette plasmaet blir deretter inneholdt ved hjelp av magneter.
“[JET] er en eksperimentell reaktor, men den ble aldri designet for å faktisk produsere elektrisitet eller produsere energi i overkant av det vi legger inn,” sa Rimini. “Dette er det som kalles magnetisk inneslutningsfusjon. [JET]tror jeg, er det største av disse eksperimentene som er operative i verden for øyeblikket.”
JET slo verdensrekorden for vedvarende fusjonsenergi i fjor med 59 megajoule med vedvarende fusjonsenergi som ble produsert over fem sekunder.
“Rekorden er at ikke bare vi har produsert fusjon, målbar fusjon, og vi har produsert omtrent dobbelt så mye som vi gjorde i 1997,” sa Rimini. “Men vi produserte det over fem sekunder, så det er ganske stødig, det er ganske langt, det er så lenge vi kan fordi eksperimentet egentlig ikke er designet for å vare mye lenger.”
Hvis vi utnyttet kjernefysisk fusjon fullt ut, kunne vi generere elektrisitet med kun hydrogen som drivstoff, og kun produsere helium som et biprodukt, uten drivhusgasser eller giftige radioaktive rester.
Flere veisperringer ligger imidlertid i veien for å nå dette punktet. Vi klarte det bare så vidt oppnå tenning ved en forskningslab ved NIF, som i hovedsak betyr at reaksjonen i seg selv produserte nok energi til å være selvopprettholdende. For det andre er det forskjellige problemer involvert med å holde de intense temperaturene til plasmaet inne i tokamak-kjernefusjonsreaktoren.
“Et essensielt element i ITERs forskningsplan er å utforske kontroll av plasmainteraksjonen med veggen ved høye fusjonstemperaturer,” sa ITERs sjef for vitenskap og drift, Dr. Tim Luce i uttalelsen.
“Det er et problem fordi plasmaet er veldig, veldig varmt, og all energien du legger inn for å varme dette plasmaet til 150 millioner grader må komme ut enten som stråling eller som energiledning, i utgangspunktet,” sa Rimini. “Veggene til maskinen i eksperimentet, i vårt tilfelle, er laget av metall, og dette metallet kommer inn og på en måte forurenser plasmaet vårt.”
I følge pressemeldingen vil EUROfusion-forskere i løpet av de neste 16 ukene med eksperimenter ved JET studere plasmaets oppførsel samt teste virkningen av helium på JETs wolfram- og berylliumvegg. Disse småskala-testene ved JET vil bidra til at ITER i Frankrike kan komme i gang når konstruksjonen er fullført.