Forskare vid ansedda MIT-universitetet (Massachusetts Institute of Technology) håller på att utveckla en ny typ av en fusionsreaktor som är betydligt mindre än de experimentreaktorer som byggs idag. Enligt forskarna skulle reaktorn kunna vara i drift redan om 10 år.
Fusionsenergi - en energikälla som sägs vara praktiskt taget outtömlig - har blivit något av ett stående skämt inom forskarvärlden eftersom man inte tycks ha kommit ett steg närmare ett förverkligande av tekniken på flera decennier – startdatum för den första kommersiella fusionsreaktorn har hela tiden förlagts 30 år framåt i tiden.
Men nu har framsteg inom magnettekniken gjort det möjligt att bygga en mer kompakt version av en tokamak, fusionsreaktorns ovalformade ”hjärta”. Det gör den både billigare och snabbare att tillverka samtidigt som den skulle leverera lika mycket energi som en betydligt större reaktor. Kanske innebär detta det stora genombrottet för fusionsenergi som många väntat på.
Med hjälp av nya kommersiellt tillgängliga supraledare, supraledande band av blandoxiden bariumkopparoxid (REBCO) kan högmagnetiska fältspolar tillverkas, som löper som "krusningar genom hela konstruktionen", som Dennis Whyte, chef för MIT: s Plasma Science och Fusion Center, uttrycker det.
Ju starkare magnetfältet är desto större är möjligheten att producera den magnetiska inneslutningen av den glödheta plasman – själva bränslet i fusionsreaktorn – i en mindre anordning.
Annars skiljer sig inte MIT:s fusionsreaktor från till exempel ITER-reaktorn, båda använder en ovalformad tokamak, och MIT-forskarna framhåller också att deras konstruktion bygger på väl beprövade principer som utvecklats under årtionden. I senaste utgåvan av ”Fusion Engineering and Design” presenterar 11 forskare den nya så kallade ARC-reaktorn.
Reaktorn är avsedd att användas för grundforskning om fusion och eventuellt även som en prototyp.
Magnetism spelar en central roll i fusionsreaktorer. Tack vare magnetism fångas den superheta plasman upp och hålls på plats i mitten av tokamaken. Medan de flesta egenskaper hos ett system varierar i proportion till förändringar i deras dimensioner, får även små variationer i magnetfältet extrema effekter på fusionsreaktionen. Den producerade fusionsenergin ökar fyra gånger ökningen av magnetfältet, vilket betyder att en fördubbling av magnetfältet leder till en 16-faldig ökning av fusionsreaktionen.
Den fusionsreaktor som MIT-forskarna tittar på skulle vara hälften så stor som ITER-reaktorn, men ge samma effekt som den till en bråkdel av kostnaden.
En annan viktig fördel är att flytande material kommer att ersätta fasta material för att klä insidan av fusionskammaren. Flytande material är lättare att byta ut utan kostsamma ombyggnationer.Det är ett stort plus då materialpåfrestningarna inne i reaktorn är enorma:
– Det är en extremt tuff miljö för solida material, säger Dennis Whyte.
