Et forskerhold fra et britisk statslaboratorium har gjort et banebrydende fremskridt inden for nuklear fusion, der lyder som noget fra science fiction. Det drejer sig om udviklingen af et udstødningssystem, som markant reducerer den ekstreme varme, der findes i fusionreaktorer. I mange år har videnskabsfolk peget på nuklear fusions potentiale til at levere ren og næsten ubegribeligt energi, men en af de største udfordringer har været den sikre håndtering af den intense varme fra plasmaet, inden det rammer reaktorvæggen. Med målet om at gøre nuklear fusion billigere og mere praktisk i stor skala er det blevet vigtigt at finde løsninger på denne udfordring.
I en undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet Nature Energy har fusionsforskere arbejdet med alternative divertorkonfigurationer som potentiel løsning i deres arbejde med Mega Ampere Spherical Tokamak-Upgrade (MAST Upgrade) ejet af den britiske regering. De alternative konfigurationer er designet til at skabe en neutral gasbuffer, der hjælper med at beskytte reaktorvæggen. Forskerne har udviklet et “Super-X divertor”, som anvender forlængede “ben” af plasma sammenlignet med konventionelle designs. Dette giver mere plads til at køle plasmaet, inden det rammer divertorvæggen. Ifølge en pressemeddelelse, der annoncerer teamets resultater, viste dette design “signifikante fordele ved kontrol af fusionsvarmen.”
James Harrison, leder af MAST Upgrade Science ved UK Atomic Energy Authority, udtalte, at de “spændende resultater” er et resultat af et samarbejde mellem UKAEA, TU Eindhoven, det Hollandske Institut for Fundamentale Energiforskning og EUROfusion-forskere. Han bemærkede, at demonstrationen af, at plasmaforholdene i divertorerne af MAST Upgrade kan kontrolleres uafhængigt, er et vigtigt fremskridt mod at udvikle en robust kontrol af plasmaudstødning i fremtidens maskiner.
I modsætning til afbrænding af fossile brændstoffer, der frigiver kuldioxid, er fusionsenergi renere og kan spille en afgørende rolle i reduktionen af fossile brændstofbrug samt en bredere accept af vedvarende energikilder. Nuklear fission kan også levere pålidelige, lavkulstof energikilder, men bekymringen om stigende radioaktivt affald kræver korrekt opbevaring og håndtering. I modsætning hertil producerer nuklear fusion ikke langvarigt radioaktivt affald, hvilket gør det til en attraktiv mulighed, ifølge Det Internationale Atomenergiagentur.
Kevin Verhaegh, fusionsforsker ved Eindhoven Universitet og medforfatter af studiet, nævnte, at denne gennembrud kan gavne lignende projekter i fremtiden og låse op for det sande potentiale ved energiproduktion baseret på nuklear fusion. “Vi kunne vise, at selv en beskeden, men strategisk ændring af divertoren allerede kan tilbyde mange af fordelene ved mere ekstreme divertorgeometrier,” sagde Verhaegh. Med fortsat forskning i nuklear fusion kan eksperter muligvis reducere yderligere sikkerhedsbekymringer ved teknologien. “Da sådanne ekstreme geometrier er sværere at realisere i et kraftværk, åbner disse resultater nye veje for at forbedre designet af fremtidige fusionsmaskiner,” tilføjede Verhaegh.