Ren energis hellige gral har været ’lige om hjørnet’ i årtier: Spørg eksperten om fusionskraft

Foto : Jan Michael Hosan

Ren energis hellige gral har været ’lige om hjørnet’ i årtier: Spørg eksperten om fusionskraft

Ingeniøren inviterer vores læsere til at indsende spørgsmål om fusionskraft, der efterfølgende vil blive besvaret af en af verdens førende forskere inden for feltet, Volker Naulin, der er professor på DTU Fysik.
Ingeniøren inviterer hermed alle vores læsere til at indsende deres spørgsmål omkring fusionskraft til Volker Naulin, der er professor på DTU og en af verdens førende forskere inden for fusionskraft og plasmafysik, gennem journalist Frederik Marcher Hansen på [fmh@ing.dk](mailto:fmh@ing.dk).
Vil du have fuld adgang til GridTech?

GridTech er for professionelle i energibranchen, der har særligt fokus på integrationen mellem energisystemer i omstillingen af infrastrukturen mod et CO2-neutralt og elektrificeret samfund.

Husk at være logget ind med den e-mail, hvor du har dit abonnement tilknyttet. Oplever du fortsat udfordringer med din adgang, så skriv til support@ing.dk.

Prøv GridTech

Få 3 ugers gratis og uforpligtende prøveabonnement

Klik her
Spørg forskeren
Volker Naulin, DTU

Volker Naulin, professor på DTU og en af verdens førende forskere inden for fusionskraft og plasmafysik.

Illustration: DTU

Volker Naulin har som teoretisk fysiker forsket i fusionsenergi og plasmafysik gennem mere end 25 år. 

Han fik for nylig ansvaret for at koordinere den fælles europæiske fusionsforskningsindsats i EUROfusion-konsortiet, som gennemfører forskning for en effektiv udnyttelse af det store ITER-projekt i Frankrig, men er stadig tilknyttet som professor på DTU Fysik. Han blev uddannet med ph.d. i teoretisk fysik fra universitetet Heinrich Heine i Düsseldorf i 1996.

Den rene energis hellige gral

Når fusionskraft kaldes for den rene energis hellige gral, så skyldes det blandt andet, at brint-isotoperne deuterium og tritium kan bruges som brændstof i en reaktor. 

Deuterium findes naturligt i stort set ubegrænsede mængder i havvand, og det er anslået, at mængden i én liter havvand gennem fusionsprocessen kan producere samme mængde energi som 300 liter benzin. 

For at udvinde tritium kræves en mere omstændelig proces, men der er nok af begge stoffer til at forsyne menneskeheden med energi i resten af jordens levetid.

Derudover er spildproduktet af fusionsprocessen af brintatomer ikke radioaktivt ligesom med atomkraft, men består af helium. Det er kun selve reaktoren, der bliver radioaktiv, og derfor skal deponeres sikkert i omkring 30 år, når et fusionskraftværk lukker ned.

Skematisk oversigt over et fusionskraftværk
skematisk oversigt over et fusionskraftværk
Illustration: EUROfusion
En tokamak og fusionsprocessen

Fusionskraft forveksles til tider med atomkraft, hvor tunge atomkerner splittes op (fission), men er nærmere det stik modsatte.

Fusion betyder sammensmeltning, og fusionskraft går ud på at ‘smelte’ to lette atomer sammen for at frigive store mængder energi. Samme proces foregår i Solen og andre stjerner.

Der er store fordele ved et fremtidigt fusionskraftværk sammenlignet med et atomkraftværk:

  • Fusionskraftværker kan ikke løbsk løbsk, kernen kan ikke nedsmelte eller sende store mængder radioaktivt materiale ud i omgivelserne, som det tidligere er sket med atomkraftværker.
  • Det er kun selve reaktoren, der bliver radioaktiv, og derfor skal deponeres sikkert i en overskuelig årrække (30-50 år), når et fusionskraftværk lukker ned.
  • En fusionsreaktor bruger typisk tung brint, der findes i vand, og der er derfor nærmest ubegrænsede mængder bæredygtigt brændstof til rådighed.
  • Der skal ikke udvikles radioaktive grundstoffer, som kan bruges i en atombombe.

Den mest udbredte og fortsat eksperimentelle fusionsreaktor kaldes for en tokamak. Den blev opfundet af sovjetiske forskere i 1950’erne og fungerer ved, at varme tung brint og supertung brint op til 200 millioner grader ved blandt andet at sende atomer i ekstrem høj fart ind den for at danne plasma.

Her sørger store elektromagneter for, at det meget varme plasma ikke kommer i berøring med reaktorens vægge, som ellers ville smelte. Når plasmaet er varmt nok, begynder den tunge og supertunge brint at fusionere til helium og frigiver dermed store mængder energi.