Stort vetenskapligt genombrott: Amerikansk fusionsreaktor producerade mer energi än man stoppade in i reaktorn

Fusionsenergi är den gränslösa, rena energiform som solen använder. Nu har forskare i USA för första gången i ett fusionsexperiment lyckats producera energi genom fusion.

Det var USA:s energiminister Jennifer Granholm som på tisdagseftermiddagen finsk tid på en presskonferens i Washington tillkännagav ”ett stort vetenskapligt genombrott”. Genombrottet är ett stort steg på vägen för att i framtiden kunna använda fusionsenergi som en ren och utsläppsfri energikälla

– Det här en en av de mest imponerande vetenskapliga bedrifter under 2000-talet, konstaterade USA:s energiminister Jennifer Granholm.

Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) har lyckats med det som ingen hittills har gjort: att genomföra ett fusionsenergiexperiment där fusionsprocessen pågick så länge att experimentet avgav mer energi än laserstrålarna som satte igång reaktionen.

Det banbrytande resultatet har väckt stor internationell uppmärksamhet eftersom de amerikanska forskarna för första gången någonsin lyckades genomföra det man länge vetat är möjligt i teorin men först nu lyckades med i praktiken.

Fusionsenergi är kärnkraft men i den ”traditionella” sorten klyver man uranatomer. I en fusionsreaktor slår man däremot ihop väteatomer och det skapar inget farligt kärnavfall.

För första gången gav en fusionsreaktor en energivinst

I laboratoriet i Kalifornien använde man totalt 192 kraftiga laserstrålar som träffade insidan av en liten kapsel med fusionsbränsle och fick temperaturen i kapseln att stiga över tre miljoner grader Celsius

Det är en tiofalt hetare temperatur än inuti solens kärna. I reaktorn skapades sedan helium som lösgör värmeenergi. Man fick således ut mer energi från en fusionsreaktion än man tillfört.

Det stora genombrottet var att de strålar som användes till att sätta igång själva experimentet konsumerade 2,05 megajoule, vilket fick igång en fusionsreaktion som producerade 3,15 megajoule, vilket alltså gav en energivinst på mer än en megajoule.

Energiöverskottet i det lyckade experimentet är ändå förhållandevis litet. Det motsvarar den energi som krävs för att koka upp vattnet i en vattenkokare.

Ett steg närmare gränslös, ren energi

Målet för fusionsenergin: en konstgjord sol på jorden.

Experimentet genomfördes måndagen den femte december, men innan man tillkännagav resultatet ville forskarna på LLNL granska fakta noga. Man bad till och med ett utomstående team kontrollera uppgifterna.

Lång väg till fusionskraftverk

Redan på 1940-talet inleddes laboratorieexperiment med fusionsenergi, men eftersom temperaturerna som krävs för att producera fusionsenergi är extremt höga är experimenten oerhört energikrävande.

Ett annat problem är att de laserkanoner som användes i förra veckans framgångsrika experiment använder sig av 1980-talsteknologi. Men på tisdagens presskonferens var det idel glada miner: nu när vi har lyckats en gång kan man börja arbeta med processerna för att göra det hela effektivare.

– Det här är också en påminnelse om hur lång tid det kan ta från att man förstår något – det är ungefär hundra år sedan vi förstod hur solen producerar energi genom fusion – till att man kan efterlikna den processen, konstaterade Vita husets vetenskapliga rådgivare Arati Prabhakar.

Fusionsenergi framtidens energikälla?

Fusionsenergi har redan länge betecknas som energiproduktionens heliga graal. Med fungerande fusionskraftverk kan världens energiproblem vara mer eller mindre lösta för all framtid. Det skulle vara framtidens energikälla. Men vägen dit är ännu mycket lång.

Det ursprungliga syftet med forskningsanläggningen i Kalifornien var ändå inte att lösa världens energiproblem utan att modernisera och utveckla amerikanska kärnvapen utan att behöva genomföra provsprängningar vilket är förbjudet enligt folkrätten.

– Det här visar även att vi är världsledare att utveckla vapenrelaterad teknologi, sa Marvin Adams, chef för säkerhetsprogrammet vid det amerikanska energiministeriet.

Men som en välkommen sidoeffekt har nu forskare kommit ett litet steg framåt för att lösa gåtan med att skapa ren energi fri från koldioxid.

Fusionsenergins framtid inte vilar bara hos det amerikanska laboratoriet i Kalifornien. Utan även på olika håll i Europa pågår forskning. I till exempel södra Frankrike bygger man jätte-experimentreaktorn ITER, med en uppskattad prislapp på 20 miljarder euro när den väl startas upp något tag omkring 2035.

Forskningförsök pågår även i Tyskland, Storbritannien, Indien, Japan och flera andra länder.

I många av dessa försök som i ITER i Frankriken använder man en motsvarande teknik men istället för laser används enorma magnetfält, en så kallad tokamak.

Tokamak-varianten har betraktas som den fusionskraften som har bästa möjligheter att tas i kommersiellt bruk i framtiden.

Ytterligare ett par decennier väntas det ta ändå innan ett fusionskraftverk kan stå färdigt, men exakt hur länge avgörs av hur mycket pengar som satsas på den här forskningsgrenen.