fuusioenergian

Fuusioenergian avser energi som frigörs när lätta atomkärnor slås samman till tyngre kärnor. Vid fusion frigörs stor mängd energi jämfört med kemiska reaktioner, vilket gör processen till en potentiell källa för stor skala elproduktion.

För att fusion ska ske krävs extremt hög temperatur och tryck så att kärnornas elektromagnetiska repulsion övervinns. Plasman hålls innesluten i en reaktor med magnetisk fångst, ofta i en tokamak eller en stellarator, eller genom inertial confinement där pulser av laser eller strålkällor komprimerar bränslet.

Den vanligaste reaktionen är deuterium-tritiumfusion (D-T). D + T → He-4 + n + 17,6 MeV, där 3,5 MeV till heliumkärnan och 14,1 MeV till neutronen. Bränslen för fusion kan utvinnas ur havsvatten (deuterium) och tritium kan produceras i reaktorn med litium i särskilda blästrandsystem som responderar på neutroner.

Fördelar med fusion inkluderar mycket bränsle, liten risk för omfattande kaskadolyckor och låga driftutsläpp. Energiförsörjningen har hög energidensitet och kan bidra till att minska koldioxidutsläpp vid elproduktion. Fusion lämnar inte heller långlivade kärnavfallsprodukter i samma utsträckning som fission.

Utmaningar inkluderar att uppnå nettoenergi (när ingående energi överstiger utgående) och att upprätthålla en stabil plasmatillstånd under lång tid. Materialen utsätts för hög neutronstrålning vilket kräver utveckling av tåliga konstruktioner. Produktion och hantering av tritium samt höga kapitalkostnader är också centrala frågor.

Pågående internationella projekt inkluderar ITER i Frankrike, som syftar till att visa nettoproduktion av energi, samt JET i Storbritannien, NIF i USA och experimentella anläggningar som Wendelstein 7-X i Tyskland och EAST/KSTAR i Asien. Kommersiell fusion väntas tidigast i andra halvan av 2030-talet eller senare. Fusion ses som en lovande framtida energikälla trots betydande tekniska och ekonomiska hinder.