Förra veckan meddelade forskare vid USA:s National Ignition Facility i Kalifornien att de lyckats skapa en fusionsreaktion i sitt laboratorium. I teorin skulle det kunna bli till en nästan oändlig källa till gratis energi. Men dit är det långt kvar. Dagens ETC ger dig en snabb inblick i vad forskarna lyckats med och vad det betyder.
Enkelt uttryckt har de med hjälp av en laserkanon bombarderat insidan av en cylinder fylld med deuterium och tritium, två väteisotoper. Detta har hettat upp cylinderns väggar på insidan och fått dessa att sända ut röntgenstrålar, som i sin tur hettat upp väteisotoperna så mycket att de fusionerats – alltså slagits ihop – för att i nästa steg ge ifrån sig heliumkärnor, en ensam neutron och… energi!
Vad är det som är så hett med det?
Det sensationella är att energin som genererades i experimentet – ungefär 3,15 megajoule (MJ) – var högre än den energi – 2,05 MJ – som krävdes för att hetta upp väteisotoperna och sätta igång kärnreaktionerna. Med andra ord lyckades forskarna skapa ungefär 1,1 MJ energi.
"Energiproduktionen tog kortare tid än det tar för ljuset att färdas en tum", det säger Marvin Adams, biträdande administratör för försvarsprogram vid NNSA, den amerikanska myndighet som ansvarade för fusions-experimentet. Bild: National Ignition Facility
Hur revolutionerande är det – egentligen?
Det beror på hur man ser på det. Den fusion som forskarna nu återskapat i ett laboratorium sker varje ögonblick i stjärnor över hela universum och har så gjort sedan de första solarna tändes några hundra miljoner år efter Big bang.
Men att kopiera processen på betydligt kallare jorden (i stjärnor sätts fusionen igång vid en temperatur på 15 miljoner grader) har fram till nyligen varit mer av en dröm som ingen med säkerhet vetat om den skulle bli verklighet.
Det är högst osannolikt att fusion kommer att påverka på en tillräckligt kort tidsskala för att ha någon effekt på vår nuvarande klimatkris – Justin Wark, fysikprofessor vid Oxforduniversitet, om fusionstekniken.
Nu har den blivit det, vilket öppnar för möjligheten att stoppa in en viss mängd energi i ett system och ur det krama en större mängd energi. Draget till sin spets betyder det här att tekniken skulle kunna användas för att förse världen med en i princip oändlig mängd gratis energi utan några som helst farliga restprodukter.
Säger inte termodynamikens första huvudsats att energi varken kan skapas eller förstöras?
Helt riktigt – men den kan omvandlas från en form till en annan! Jämför med kärnvapen, där man bombarderar ett par kilo uran eller plutonium och på det sättet sätter igång en kärnreaktion som ger upphov till ofantliga mängder energi (fast då kallas processen fission).
Vad är haken?
Att säga att fusionen genererade mer energi än vad som stoppades in i systemet är en sanning med modifikation. I ekvationen ingår inte de ungefär 500 MJ som krävdes för att hetta upp laserkanonen som användes för att sätta igång fusionen av atomkärnor.
Hur nära är vi en kommersiell tillämpning?
Inte särskilt. För det första måste kostnaderna för att genomföra fusioner sjunka rejält. För det andra måste en framtida fusionsreaktor kunna hantera en snabbare fusionsfrekvens, låt säga runt tio per sekund. För det tredje måste forskarna hitta ett sätt att ta tillvara energin som fusionen spottar ur sig. För det fjärde… ja, det är helt enkelt långt kvar till att fusionen blir världens räddning.
E = mc2
Som så ofta är Albert Einstein (och hans berömda formel) inblandad även i den aktuella fusionsgenombrottet. Enligt den är energiinnehållet i en mängd materia lika med massan multiplicerad med ljushastigheten i kvadrat.
2,65
Så många liter vatten kan värmas från 1 till 100 grader med den överskottsenergi om 1,1 MJ som fusionsexperimentet genererade.
Källlor: National Ignition Facility (llnl.gov), The Guardian
