Efter ett historiskt genombrott i USA är drömmen om att efterlikna solen för att alstra elektricitet, ett avgörande steg närmare verklighet. Syre ringde upp en av forskarna som varit inblandad i experimentet.
– En helt fantastisk känsla. Det går nästan inte att beskriva, säger Maria Gatu Johnson, vid MIT-universitetet till Syre.
Vi tar det från början. Solen alstrar ofantliga mängder energi när väteatomer slås samman och bildar heliumkärnor, energi som vi har att tacka för i princip allt liv på jorden. Du kanske inte tänker på det men även den elektricitet som nu pumpas ut när Karlshamnsverket bränner olja – är solenergi. Om än gammalt solsken som genom fotosyntesen lagrats i växter som blivit till en del av vår jords inre, innan det pumpats upp. Att förbränningen av de fossila bränslena samtidigt frigör enorma mängder koldioxid till atmosfären, har som alla vet – en becksvart baksida.
– Om inte länder dramatiskt skalar upp sina ansträngningar att möta klimatkrisen, väntar en global katastrof, varnade nyligen FN:s generalsekreterare António Guterres.
Utbyggnaden av förnybar energi sker i snabb men otillräcklig takt. Frågan är nu om vi kan kopiera solens processer för att hjälpa oss på vägen mot att kasta det fossila på historiens skräphög. Fusion har länge betraktats som en energiteknisk helig graal. Det vill säga att pressa ihop väteatomer för att alstra energi, så som sker i solen. Till skillnad från kärnkraftverk skulle det inte kräva uran som bränsle utan tungt väte (deuterium) som återfinns i havsvatten, samt tritium som forskarna hoppas kunna skapa från litium i framtidens reaktorer. Avfallet blir inte heller långlivat – och går processen fel, stänger den ned sig själv utan risk för allvarliga olyckor.
”Ett otroligt vetenskapligt genombrott”
I över sextio år forskarna försökt, men att omsätta teorierna i praktiken, har fått dem att slita sig i håret. För även om processen kunnat upprepas har man inte lyckats få ut mer energi, än det som har tillförts.
Så kom de första uppgifterna i veckan om att ett stort vetenskapligt genombrott skett. När USA:s energiminister Jennifer Granholm i samband med en presskonferens kommenterade nyheten att man gjort just det, alstrat mer energi än vad som tillförts under en fusionsprocess, höll hon inte tillbaka.
– Enkelt uttryckt, det här är en av de mest imponerande vetenskapliga bedrifterna under det tjugoförsta århundradet, i dag berättar vi för världen att vi har åstadkommit ett otroligt vetenskapligt genombrott.
Svenska Maria Gatu Johnson hade dagarna inför tillkännagivandet haft bråda dagar att verifiera experimentet. Hennes forskargrupp från MIT-universitetet i USA, hade konstruerat ett av de instrument som skulle diagnostisera experimentet – och ville vara på den säkra sidan, om det verkligen var så bra – som de trodde. Och det var det, känslan beskriver hon som fantastisk.
– Man kan se det som ett existensbevis, nu har vi bevisat att det går att göra det här, något som forskare i 60 år försökt få till.
”Nu kan det börja dra iväg”
Men helt oväntat var det inte. Redan i augusti i fjol, förstod forskarna att de var på rätt spår. Den kapsel fylld av tungt väte och tritium som de beskjutit med laser började brinna. Men avgav inte mer energi än det som tillförts av laserstrålen.
– Men vi kunde se i alla parametrar att nu har det hänt något, en termonukleär instabilitet, så nu kan det börja dra iväg, säger Maria Gatu Johnson.
Och nyligen skedde det som hon och otaliga forskare före henne hoppats på. Laserstrålarna som via en cylinder omvandlats till röntgenstrålar, träffade kapseln med bränsle, som blev så pass upphettad att fusionsreaktionen kunde sätta igång. Från kapseln sköt neutroner medan det helium som uppstått i processen stannade kvar i kapseln och kunde fortsätta att värma upp bränslet, oberoende av lasern.
– Det drar iväg och skapar mer egen energi, vilket varit svårt innan men nu har vi verkligen fått till det.
Flera knäckfrågor återstår att lösa
Maria Gatu Johnson liknar experimentet vid när Kitty Hawk, världen första flygplan lyfte från marken 1903. Det som framstått som omöjligt var plötsligt möjligt. Men den energi som alstrats i fusionsexperimentet hade inte kunnat koka mer än ett par grytor vatten och det till en ansenlig kostnad. Dessutom räknade experimentet endast med den nettovinst som uppstod jämfört med hur mycket energi som skickades in – och det som kom ut, utan att räkna med den energi det krävde att hålla igång maskinen som sköt lasern. Så vilken betydelse tror Maria Gatu Johnson att tekniken kommer att ha?
– På sikt tror jag absolut det här kommer att kunna spela en avgörande roll, det kommer verkligen kunna bidra med elförsörjning som hela världen behöver, säger hon.
Kan inte lösa klimatproblemet på egen hand
Men ännu återstår en mängd svåra knäckfrågar att lösa. Det begränsade experimentet måste skalas upp och upprepas otaliga gånger till. Samtidigt återstår en mängd andra – mer ingenjörstekniska frågor att lösa, om kraftverk som bygger på fusion en dag ska kunna leverera elektricitet till elnätet. Men med forskningsgenombrott kommer investeringar – och studenter, som vill lära sig. Ett projekt som ligger i framkant på MIT-universitetet påstår sig kunna leverera el om 15-20 år, om än med en annan fusionsteknik.
– Det är inte omöjligt, de har en bra plan, säger Maria Gatu Johnson.
Syre: Samtidigt måste världen uppnå nettonollutsläpp 2050 för att klara Parisavtalet, kommer forskningsgenombrottet försent?
– Som jag ser det är det högst otroligt att fusion ska kunna lösa klimatproblemen på egen hand med det korta tidsperspektiv som krävs – vi behöver alla förnybara energikällor vi kan få att fungera i kombination med många andra åtgärder – men i det långa loppet kommer det att bidra med mycket, säger Maria Gatu Johnson.
Förutom laserljus prövas även metoden att komprimera bränslet med starka magnetiska fält, bland annat på den europeiska Iter-anläggningen i Frankrike.
Experimentet skedde i ett kärnvapenlabb
Det lyckades fusionsexperimenten gjordes av Lawrence Livermore National Laboratory, ett amerikanskt federalt forskningscentrum som ligger i Livermore, Kalifornien och som drivs av University of California på uppdrag av National Nuclear Security Administration. Det är ett av två forskningscentrum som har tillstånd att bedriva nukleär vapenforskning i USA, vilket också sker till stor del, förutom fusionsforskning. I Europa finns flera anläggningar – så som JET i Oxfordshire och i Frankrike finns den ännu större fusionsanläggningen Iter som är tänkt att tas i drift 2035.
