Tyskland bare injisert nytt håp i Nuclear Fusion Power Dream

Tyske forskere inneholdt med held et hydrogenplasma på onsdag, noe som bringer verden et skritt nærmere den utopiske drømmen om atomfusionskraft.

Forbundskansler Angela Merkel presset den røde knappen på Wendelstein 7-X stellaratoren, eller W7-X, og sparket av en reaksjons nedtelling som oppvarmet hydrogen med kraften på 6.000 mikrobølger. Plasmaet var vedvarende i bare en brøkdel av et sekund. Forsøket ble hevdet som en suksess.

Nukleær fusjon er den motsatte reaksjonen på fisjonen som driver dagens atomkraftverk. Mens fissionreaktorer bryter sammen tunge uranatomer og fanger opp energien som frigjøres gjennom denne prosessen, involverer fusjonsmakt krasjer to lettere atomer og danner en enkelt, tyngre en.

Hydrogenfusjon er det som driver solen og stjernene. Å bygge et fusjonskraftverk her på Jorden, er lik en liten sol og inneholder den på vår verden. Det er en ekstremt vanskelig oppgave, siden uten å knuse trykket forårsaket av den rene massen av stjernene, må temperaturer som trengs for å starte reaksjonen på denne planeten, være mange ganger varmere enn de som finnes i sentrum av solen.

Hvis det blir utnyttet, kan fusjon verden over mange ganger på et brensel av sjøvann, uten risiko for atomfelting og svært lite avfall. Det er ikke rart at målet har konsumert så mange globale ressurser, til tross for slike langsomme fremskritt.

En internasjonal innsats, kjent som ITER, har kostet milliarder hittil og har blitt plaget av frustrasjon og forsinkelser. En gang spådd å produsere et plasma innen 2016, har dette målet blitt presset nedover veien - kanskje på ubestemt tid.

"Jeg forventer nå å tilegne min profesjonelle karriere før jeg ser et anstendig plasma i ITER," sa en fysiker på anlegget New Yorker.

Det tyske initiativet, som ligger ved Max Planck-instituttet for plasmafysikk i Greifswald, deler det samme målet som ITER: En stabil, inneholdt hydrogenfusjonsreaksjon. De er imidlertid basert på to forskjellige enheter.

Fusjonsreaksjoner involverer produksjon av en overopphetet ionisert gass, kjent som plasma. På millioner av grader Celsius er plasma for varmt til å være inneholdt av noe materiale på jorden. De beste ideene for hvordan du inneholder dette plasmaet innebærer å sirkulere det i en doughnut form i et vakuum av kraftige superkjølte magneter. De to toppdesignene for denne enheten er tokamak og stellaratoren, se nedenfor:

Tokamak, som ligger til grunn for ITER, ble først foreslått av sovjetiske fysikere på 1950-tallet. Det er enklere i design enn stellaratoren, men mye mer komplekst i drift.

Stellaratoren, som presenteres i det tyske eksperimentet, har en mye mer komplisert design, og kunne ikke vært bygget uten supercomputing power som først ble tilgjengelig på 1980-tallet.

Denne ukens suksess i Tyskland er et signal om at stellaratoren kommer opp og kanskje har overgått tokamak i rase til kommersiell nukleær fusjon.

Tysklands W7-X koster 440 millioner dollar. Prosjektet samlet har kostet mer enn en milliard dollar over to tiår. Målet er å rampe opp enheten slik at den kan opprettholde hydrogenfusjonsreaksjoner i lengre tid, opptil 30 minutter. Forskerne involverer håp om at milepæl vil bli nådd innen 2025.