Fusjonsvarme

Fusjonsvarme er varme som oppstår når atomkjerner smelter sammen og danner tyngre kjerner. Ved fusjon blir noe av massen omdannet til energi i henhold til E = mc², og denne energien manifesterer seg som kinetisk energi til fusjonsproduktene og som stråling. I en fusjonsreaktor kan denne energien utnyttes ved å varme opp et kjølevæske eller annet varmeoppsamlingsmedium, som deretter driver en turbin og produserer elektrisitet.

De vanligste forskningsreaksjonene for terrestrisk fusjon involverer tiltrekning mellom lette nuklider, spesielt deuterium (D) og tritium (T). D + T gir helium-4 og en nøytron, med totalt 17,6 MeV energi. Energi fordeles mellom den neutrale partikkelens kinetiske energi (omtrent 14,1 MeV) og heliumkjernepartikkelens energi (omtrent 3,5 MeV). I praksis varmelegges først plasmaet av de ladede partiklene, mens nesten all energien fra nøytronen i en reaktor tas opp av en omgivende blanket og konverteres til varme.

Fusjonshastighetene oppnås ved ekstremt høye temperaturer og/eller stabile magnetiske eller inertiale konfinementssystemer. Metoder inkluderer magnetisk confinement, som tokamak og stellarator, samt inertial confinement med intense laser- eller strålingsimpulser. Utviklingen fokuserer på å oppnå nettoenergiproduksjon (Q-verdier over en enhet) og holdbare materialer som tåler høyt neutronflux.

I dag finnes det ingen kommersiell fusjonskraft, men store forskningsanlegg som ITER og NIF tester konseptene. Fusjonsvarme anses som potensielt ren og betinget sikker energi: den produserer få langlevde radioaktive avfallsstoffer og har ingen kjedede reaksjoner, men krevende teknologier og strenge materialkrav må løses før kommersiell drift er mulig.