Den brittiska anläggningen JET (Joint European Torus) har 40 år på nacken och är en av världens största och mest kraftfulla fusionsanläggningar. I den sista omgången experiment vid anläggningen har forskarna visat att JET på ett tillförlitligt sätt kan generera fusionsenergi och samtidigt sätta världsrekord i energiproduktion.
JET är en reaktor av typen tokamak, en doughnut-formad konstruktion som använder kraftfulla magnetfält för att stänga in ett 150 miljoner grader varmt plasma, det stadie som en gas når när den hettas upp till extrema temperaturer. Sådana förhållanden behövs för att atomkärnorna i bränslet - väteisotoperna deuterium och tritium – ska övergå från gas till plasma och börja slås ihop, fusionera. När kärnorna slås ihop skapas nya heliumkärnor och enorma mängder värme frigörs.
Under JET:s sista deuterium-tritium-experiment (DTE3) producerades fusionsenergi under 5,2 sekunder, vilket resulterade i ett banbrytande rekord på 69,26 megajoule, med en bränslemängd på endast 0,21 milligram. (Tidigare rekordet låg på 59 megajoule energi med 0,17 mg bränsle). För att få fram samma mängd energi ur kol skulle man behöva två kilo, eller 10 miljoner större mängd bränsle.
– Rekordet i sig är positivt, men den stora bedriften är att man visat att det går att reproducera plasmor med deuterium och tritium under reaktorrelevanta förhållanden. Det visar att vi förstår och kontrollerar de underliggande processerna, och gör också att vi fått ny kunskap och data som är helt nödvändiga inför arbetet som väntar nu – att skapa större och kraftigare reaktorer, säger Pär Strand, professor på Chalmers, vars forskning bland annat handlar om att analysera experimenten vid JET.
Experimenten vid JET banar väg för ITER
Experimenten på fem sekunder med så extrema temperaturer är vad experimentreaktorn JET är byggd för att kunna genomföra. Och att man har lyckats att upprepa och förbättra de senaste årens rekordprestationer utgör en mycket viktig milstolpe inom fusionsvetenskapen och -tekniken.
Över 300 forskare och ingenjörer inom EUROfusion – ett konsortium av forskare över hela Europa, har bidragit till experimenten UK Atomic Energy Authority (UKAEA)s anläggning JET. När nu JET tas ur bruk tas kunskapen därifrån med in i arbetet med den större forskningsanläggningen ITER, som färdigställs i södra Frankrike, som i sin tur är ett steg på vägen till kommersiella anläggningar.
– Mellan stängningen av JET och första experimenten vid ITER startar finns ingen anläggning i drift i Europa som är byggd för deuterium-tritium, det bränsle som vi ser har potential att användas i kommersiella anläggningar på lång sikt. Men med de sista experimenten vid JET har vi väldigt mycket material att analysera och data vi kan föra in i våra modeller, så att vi bygger vidare på den kunskap som finns för att ITER ska få de allra bästa förutsättningarna när den är färdigbyggd, säger Pär Strand.
Mer info:
Press releasen från Eurofusion och UK Atomic Energy Authority (UKAEA): Breaking New Ground: JET Tokamak’s Latest Fusion Energy Record Shows Mastery of Fusion Processes
Mer information om reaktorn ITER som byggs i Caderache i södra Frankrike.
Kontakt
- Biträdande professor, Astronomi och plasmafysik, Rymd-, geo- och miljövetenskap