Kärnfusionsreaktor snart åter i drift

Sfärisk tokamak i NSTE. Foto: Sheliak
Foto: Elle Starkman

I ett avlägset skogsparti i New Jersey, USA, ligger en lagerliknande byggnad - National Spherical Torus Experiment (NSTX). En anläggning som kan generera temperaturer som är tio gånger varmare än den i solens kärna. Sedan tre år har verksamheten stått stilla där.  Nu genomgår NSTX en uppgradering för 94 miljoner dollar som innebär att fusionsreaktorn ska stå klar redan nästa år. Ombyggnaden är så omfattande att man talar om en ny fusionsreaktor, NSTX-U.

– Vi är mycket glada och vi är alla angelägna om att kunna arbeta med maskinen igen, säger Adam Cohen, biträdande verksamhetschef vid Princeton Plasma Physics Laboratory, PPPL, som driver anläggningen, till NJ.com.

NSTX har beskrivits som den kraftfullaste fusionsreaktorn i världen. Liknande fusionsexperimentreaktorer finns i England och Frankrike.  

När reaktorn är i drift ska den kunna generera och kontrollera extremt het plasma. Laserstrålar skjuts in i en oval enhet, en så kallad tokamak, för att upphetta plasma till extremt höga temperaturer medan magneter i mitten och runt tokamaken ser till så att plasman hålls på plats.

– Vi kan komma att nå upp till flera hundra miljoner grader Celsius i den här maskinen, säger Masa Ono, chef för NSTX, till NJ.com.

Det är tio gånger varmare än temperaturen i solens kärna. Vid så höga temperaturer frigörs elektronerna från atomkärnorna och värmen och magnetfältet får partiklarna att studsa runt tills de slutligen smälter samman. Det är vad som kallas fusionskraft. Varje gång partiklarna fusionerar frigörs en liten mängd energi och det är den energin fusionsforskare hoppas kunna ta vara på och en dag omvandla till el.

– Mycket teknik återstår att lära sig för att kunna producera den elen, säger Jonathan Menard, programdirektör för NSTX, till NJ.com. Han tror att NSTX skulle kunna utgöra prototypen för mer kraftfulla kommersiella fusionskraftverk.

När NSTX-U är i drift kommer forskarna att mäta data från pulser av fusionsaktivitet. Pulser från den tidigare reaktorn varade upp till en sekund, nu hoppas forskarna att pulserna ska vara i fem sekunder. Mer än så är inte nödvändigt:

– Det som händer fysiskt under dessa fem sekunder är fysiskt detsamma som händer under längre tid, säger Michael Williams, biträdande chef för teknik och infrastruktur på NSTX, till NJ.com.

Det lär dröja länge innan vi får se fusionskraft börjar matas ut på elnätet. Ono tror att det kan ta omkring 50 år.