Thomas Dalton
0 
4849
1452
Et privat atomfusjonsselskap har oppvarmet et plasma med hydrogen til 27 millioner grader Fahrenheit (15 millioner grader Celsius) i en ny reaktor for første gang - varmere enn solens kjerne.
Storbritannia-baserte Tokamak Energy sier at plasmatesten er en milepæl i sin søken etter å være den første i verden som produserer kommersiell elektrisitet fra fusjonskraft, muligens innen 2030.
Selskapet, som er oppkalt etter vakuumkammeret som inneholder fusjonsreaksjonen i kraftige magnetfelt, kunngjorde opprettelsen av superhot-plasmaet inne i den eksperimentelle ST40-fusjonsreaktoren i begynnelsen av juni.
Den vellykkede testen - den høyeste plasma-temperaturen hittil oppnådd av Tokamak Energy - betyr at reaktoren nå vil være forberedt neste år på en test av et enda varmere plasma, på mer enn 180 millioner grader F (100 millioner grader C).
Det vil sette ST40-reaktoren innenfor driftstemperaturene som trengs for kontrollert kjernefusjon. selskapet planlegger å bygge en ytterligere reaktor innen 2025 som vil produsere flere megawatt fusjonskraft.
"Det har vært veldig spennende," fortalte Tokamak Energy medgründer David Kingham. "Det var veldig bra å se dataene komme igjennom og kunne få plasmaer med høy temperatur - sannsynligvis utover det vi håpet på." [Vitenskapsfakta eller fiksjon? Sannsynligheten for 10 Sci-Fi-konsepter]
Tokamak Energy er et av flere privatfinansierte selskaper som kjører for å lage en fungerende fusjonsreaktor som kan levere strøm til nettet, kanskje år før midten av 2040-årene, da ITER-fusjonsreaktorprosjektet i Frankrike forventes å til og med oppnå sitt ”første plasma. "
Det kan gå et tiår etter det før den eksperimentelle ITER-reaktoren er klar til å skape vedvarende kjernefusjon - og til og med da vil reaksjonen ikke brukes til å generere strøm.
Stjerner i en krukke
Atomfusjon av hydrogen til det tyngre elementet helium er den viktigste kjernefysiske reaksjonen som holder solen vår og andre stjerner i å brenne i milliarder av år - og det er grunnen til at en fusjonsreaktor noen ganger blir sammenlignet med en "stjerne i en krukke."
Atomfusjon foregår også inne i kraftige termonukleære våpen, også kjent som hydrogenbomber, hvor hydrogen blir oppvarmet til fusjonstemperaturer av plutonium-fisjoneringsenheter, noe som resulterer i en eksplosjon hundrevis eller tusenvis av ganger kraftigere enn en fisjon bombe..
Jordbaserte kontrollerte fusjonsprosjekter som ITER og Tokamak Energy reaktorer vil også smelte sammen brensel, men ved mye høyere temperaturer og lavere trykk enn det som finnes i solen..
Talsmenn for atomfusjon sier at det kan gjøre mange andre typer elektrisitetsproduksjon foreldet, ved å produsere store mengder strøm fra relativt små mengder av de tunge hydrogenisotoper deuterium og tritium, som er relativt rikelig i vanlig sjøvann.
"Femti kilo tritium og 33 kilo deuterium ville produsere en gigawatt strøm i et år," mens mengden tungt hydrogenbrensel i reaktoren til enhver tid bare ville være noen få gram, sa Kingham.
Det er nok energi til å drive mer enn 700 000 gjennomsnittlige amerikanske hjem, ifølge tall fra US Energy Information Administration.
Eksisterende kjernefysiske anlegg produserer strøm uten å produsere klimagassutslipp, men de er drevet av radioaktive tunge elementer som uran og plutonium, og lager sterkt radioaktivt avfall som må håndteres og lagres nøye. [5 Hverdags ting som er radioaktive]
I teorien kunne fusjonsreaktorer produsere langt mindre radioaktivt avfall enn fisjonreaktorer, mens deres relativt små drivstoffbehov betyr at kjernefysiske nedbrytninger som Tsjernobyl-katastrofen eller Fukushima-ulykken ville være umulige, ifølge ITER-prosjektet.
Imidlertid har veteranfusjonsforsker Daniel Jassby, som en gang var fysiker ved Princeton Plasma Physics Laboratory, advart om at ITER og andre foreslåtte fusjonsreaktorer fortsatt vil skape betydelige mengder radioaktivt avfall.
Veien til atomfusjon
ST40-reaktoren og fremtidige reaktorer planlagt av Tokamak Energy bruker en kompakt sfærisk tokamak-design, med et nesten rundt vakuumkammer i stedet for at den bredere smultringformen blir brukt i ITER-reaktoren, sa Kingham.
Et kritisk fremskritt var bruken av supertempererende superledende magneter for å skape de kraftige magnetfeltene som er nødvendige for å forhindre at superhot-plasmaet skader reaktorveggene, sa han..
De 7 meter høye (2,1 meter) elektromagnetene rundt Tokamak Energy-reaktoren ble avkjølt med flytende helium for å fungere ved minus 423,67 grader F (minus 253,15 grader C).
Bruken av avanserte magnetiske materialer ga Tokamak Energy-reaktoren en betydelig fordel i forhold til ITER-reaktorutformingen, som ville bruke kraft-sultne elektromagneter som er avkjølt til noen grader over absolutt null, sa Kingham.
Andre investeringsfinansierte fusjonsprosjekter inkluderer reaktorer som utvikles General Fusion, med base i British Colombia og TAE Technologies, med base i California.
Et Washington-basert selskap, Agni Energy, har også rapportert om tidlig eksperimentell suksess med ennå en annen tilnærming til kontrollert kjernefusjon, kalt "beam-target fusion", rapportert tidligere denne uken.
Et av de mest avanserte privatfinansierte fusjonsprosjektene er den kompakte fusjonsreaktoren som er utviklet av den amerikanske baserte forsvars- og romfartsgiganten Lockheed Martin ved sin Skunk Works engineering divisjon i California.
Selskapet sier at en 100-megawatt fusjonsreaktor, som er i stand til å drive 100 000 hjem, kan være liten nok til å sette på en vogntog og bli kjørt dit det trengs.
Original artikkel på .