kjernefusjon

Kjernefusjon er prosessen der lette kjerne smelter sammen til en tyngre kjerne og frigjør energi. Dette skjer naturlig i stjerner og solen under ekstreme temperaturer og trykk. På jorden er målet å utnytte denne energien som en trygg og nesten ubegrenset kilde ved å holde plasma ved svært høye temperaturer.

Den mest studerte reaksjonen for jordbasert fusjon er deuterium-tritium (D-T), der deuterium og tritium smelter sammen til helium-4 og et nøytron, og frigjør omtrent 17,6 MeV. Mindre virksomme reaksjoner som D-D forekommer også i naturen og i laboratorier. For å få fusjon til å skje, kreves temperaturer på millioner av grader, høj energitetthet og god tidskonfinering av plasma. Dette kobler til Lawson-kravet, som beskriver kombinasjonen av temperatur, tetthet og konfineringstid som trengs for netto energiproduksjon.

De to hovedmetodene for å oppnå praktisk fusjon er magnetisk konfinement (tokamak eller stellarator) og inertial konfinement (laser- eller strålebasert komprimering). Magnetiske enheter holder plasmaet fokusert og stabilt på store arealer, mens inertial konfinement bruker intense inslagningspulser til å komprimere små brønnkjerner svært raskt.

Status og prosjekter: ITER i Frankrike er et nøkkelprosjekt som har som mål å demonstrere vitenskapelig og teknologisk gjennomførbarhet og å oppnå en betydelig energigevinst (høyere Q-verdier) for framtidig kraftproduksjon. I USA har National Ignition Facility gjort fremskritt med inertial konfinement, men har ikke levert netto energi fra fusjon i kommersiell skala.

Fremtidige utfordringer inkluderer materiale motstand mot nøytronstråling, effektiv energitransformasjon, og kostnadseffektiv drift. Deuterium er rikelig i havet, mens tritium må produseres eller gjenskapes i anlegg ved hjelp av litium, noe som er sentralt for nærmeste planer om kommersiell fusjon. Totalt sett anses kjernefusjon som potensielt lavkarbon og sikker energikilde, hvis tekniske og økonomiske utfordringer overvinnes.