MIT: vi ska göra världens första fusionskraftverk

Med ståltejp ska MIT – hävdar företrädare för Cambridge-universitetet – ge oss fusionskraft inom 15 år. Ståltejpen är en ny typ av supraledande material och består av ett lager av yttrium, barium och kopparoxid. Materialet kan användas för att tillverka mer effektiva magneter i en reaktorkammare.

-Det här är ett betydande historiskt ögonblick. Framsteg inom supraledande magneter har gjort att fusionsenergi potentiellt sett är inom räckhåll. Då kan vi se fram emot en säker, koldioxidfri energiframtid, säger universitetschefen L. Rafael Reif, till MIT News.

Kärnfusion är den reaktion som uppstår när två eller flera atomkärnor smälter samman och bildar tyngre ämnen. Processen utgör motorn i vårt universums stjärnor, och frigör stora mängder energi. Dessvärre uppstår bara nettoenergi – mer energi ut än den som krävs för att skapa fusion – vid extremt höga temperaturer. Det finns inget material i fast form som kan bibehålla sitt tillstånd vid en temperatur på flera hundra miljoner grader. Därför används magneter som håller plasman (själva bränslet i processen) svävande, för att undvika kontakt med reaktorväggarna.

De magneter MIT vill använda ska ge ett magnetfält minst fyra gånger starkare än något som används i pågående experiment inom fusionsteknik. Det ska i sin tur ge en tiofaldig ökning av den kraft som kan produceras i en tokamak (namnet på en reaktorkammare).

MIT ska ägna de kommande tre åren åt att utveckla magneterna i ett projekt de kallar Sparc. Därpå ska en testreaktor byggas, designad för att producera 100 megawatt värme. ”Den kommer inte att omvandla den värmen till elektricitet, men kommer att producera, i 10-sekunderspulser, lika mycket kraft som används till en mindre stad. Den uteffekten skulle vara mer än dubbelt så hög som energin som användes för att värma plasman”, skriver MIT News.

Forskning och utveckling av kärnfusionsteknik pågår för fullt runt om i världen. Det mest kända projektet är kanske Iter, ett stort och mycket dyrt internationellt samarbete, där en experimentreaktor byggs i Frankrike. Sparc-projektet ska designas för att ge en femtedel av den fusionskraft Iter siktar på att uppnå, men det i en kammare som är 65 gånger mindre (Iter-reaktorn mäter 19,4 meter i diameter och är över 11 meter hög). MIT kallar det den ”ultimata fördelen” med ståltejpsmagneterna. ”Både tid och kostnader reduceras, liksom den organisatoriska komplexitet som krävs för att bygga energienheter för nettofusion”.

Med hänvisning till den pågående uppvärmningen av vår planet anger MIT att det är bråttom. Ett annat skäl till deras gissningsvis lite för optimistiska scenario, med kärnfusionsenergi i våra kraftnät redan 2033, är att de precis hittat en tung investerare. Sparc-projektet är ett samarbete mellan universitetet och det MIT-avknoppade privata bolaget Commonwealth Fusion Systems. CFS har precis säkrat finansiering på omkring en halv miljard kronor från det italienska energibolaget Eni.

-Tack vare den här överenskommelsen tar Eni ett betydelsefullt steg mot utvecklingen av alternativa energikällor med lägre miljöpåverkan. Fusion är verkligen framtidens energi eftersom den här helt och hållet hållbar, ger inga utsläpp eller något långsiktigt avfall. Och den är potentiellt sett outsinlig. Det är ett mål vi med tilltagande beslutsamhet vill nå snabbt, säger Claudio Descalzi, vd för Eni.

Sparc-projektet leds av MIT:s Plasma science and fusion center. Tre av de som jobbar med projektet är Dennis Whyte, Martin Greenwald och Zach Hartwig. De är alla överens om att ett fusionskraftverk ska kunna demonstreras inom 15 år. ”Den här demonstrationen ska kunna slå fast att ett nytt fusionskraftverk, med omkring två gånger Sparcs diameter och kapabel att producera kommersiellt gångbar nettofusionskraft, ska kunna röra sig mot en slutlig design och konstruktion. Ett sådant skulle bli världens första fusionskraftverk med en kapacitet på 200 megawatt av elektricitet.”