Stefans kunstige sol skal løse et af verdens største problemer
Måleudstyr fra DTU i Lyngby skal være med til, at vi kan lave verdens største sol - på jorden. Vi spurgte, hvor langt vi er.
Foto: Maite Goth/TV 2 Kosmopol
En helt særlig mikrobølgeovn står i en krog på første sal i et af de mange forskerkomplekser på DTU i Lyngby.
Den er tilknyttet fire busbatterier, som kan varme den op til 100.000 grader og lave gas om til plasma. Solens brændstof.
Og det er særligt, fordi netop plasmaet kan blive fremtidens energikilde her på jordkloden.
For at forstå hvorfor, skal man hæve blikket mod himlen, indtil man blændes af solen.
For i solens plasma sker der fusion. Her er atomer under højt tryk og høj varme, og derfor fusionerer de - altså "smelter" sammen - og det skaber et overskud af energi.
(Artiklen fortsætter efter faktaboksen.)
Fusionsenergi er en fantastisk grøn energikilde
Hvad er plasma?
Et stof kan befinde sig i forskellige tilstandsformer, der afhænger af temperaturen:
Koldt: Fast form
Varmt: Flydende
Hedt: Gas
Superhedt: Plasma
Plasma ligner meget et stofs gas-fase, dog med den forskel, at plasma består af ladede partikler – ioner og elektroner – modsat gas, der består af neutrale partikler. Det er plasmaets høje temperatur, der er årsagen til den forskel. Varmen medfører, at elektronerne bliver slået løs fra atomkernerne. Med færre elektroner bliver atomerne positivt ladede (ioner). De ladede partikler bevirker, at plasma er elektrisk ledende og kan påvirkes af magnetfelter.
Kilde: DTU
Mikrobølgeovnen på DTU er altså en slags mini-sol, der skal gøre forskerne klogere på, hvordan man optimerer opvarmningen af plasmaet.
Det er faktisk noget, forskere har forsøgt siden 1950'erne.
- Hvis man kan kopiere solens energikilde, vil man være uafhængig af, om man har adgang til kul, det er uafhængigt af, om vinden blæser, og om solen skinner, siger Stefan Kragh Nielsen, der lektor på DTU Fysik.
Vi har været på DTU for at teste tokamakken, som den forstørrede mikrobølgeovn kaldes. Se, hvordan det ser ud, når gas bliver til plasma i videoen her. Artiklen fortsætter efter videoen.
Udstyr skal holde til temperaturer, der er vildere end solens
Projektet på DTU er en meget lille del af et langt større internationalt projekt.
I Sydfrankrig er 35 lande nemlig gået sammen om at bygge en gigantisk udgave af mikrobølgeovnen på DTU.
Den hedder ITER og bliver verdens største fusionsreaktor.
I den kommer plasmaet til at blive mellem 150 millioner og 300 millioner grader varmt.
Det er mere end 10 gange så varmt, som selve Solens kerne. Og derfor skal der noget temmelig hårdført udstyr til at måle plasmaet. Og dét udstyr kommer fra DTU.
(Artiklen fortsætter efter billederne.)
- Vi har designet og testet spejle og bølgeledere, så de kan klare 1.000 mikrobølgeovnes effekt, siger Stefan Kragh Nielsen.
Udstyret fra DTU skal installeres på fusionsreaktoren i løbet af de næste fem år. Det bliver en lille brik i et kæmpe puslespil. ITER-tokamakken består af over en million komponenter, og de enkelte komponenter bliver udviklet og produceret mange forskellige steder i verden.
Forventningen er, at ITER kan lave fusionsenergi i 2035.
ITER - International Thermonuclear Experimental Reactor
ITER er et internationalt forskningsprojekt og -eksperiment med det formål at vise, om det er videnskabeligt og teknologisk muligt at udnytte fusionsenergi som en fremtidig energikilde som alternativ til olie og kul.
ITER er et globalt grundforskningsprojekt med EU som ledende partner. Desuden deltager USA, Rusland, Japan, Sydkorea, Kina og Indien, og dermed står halvdelen af verdens befolkning bag projektet. ITER er placeret i Cadarache i Sydfrankrig, hvor fusionsanlægget er under opbygning. Den grundlæggende maskine forventes at være klar til forsøg i 2025.
Kilde: Uddannelses- og Forskningsministeriet
Kan give os uendelig atomkraft
Fusion er kernekraft, men ikke som det der bliver brugt på atomkraftværker i dag, hvor man spalter eksempelvis uran og får et radioaktivt affaldsprodukt.
- Fusionsenergi er en fantastisk grøn energikilde, hvor vi praktisk set har uendelig meget energi på jorden, siger Stefan Kragh Nielsen.
For at lave fusionsenergi skal man bruge to typer brint, som man kan udvinde af havvand og litium, som man kender fra batterier.
Der skal kun bruges grundstof svarende til et par batterier og et badekar med havvand, før man har nok til at dække en danskers elforbrug et helt liv, forklarer Stefan Kragh Nielsen.
(Artiklen fortsætter efter billedet.)
Foto: ITER
Og selvom fusionsenergi er radioaktiv, så er det i en meget mindre grad end den, der er på de kraftværker, vi har i dag.
Et fusionskraftværk vil ikke have radioaktivt affald, og risikoen for eksplosion er ifølge forskerne markant mindre.
- Vi regner med, at når ITER står færdig, og vi har fået fusionsenergi demonstreret, så er det et spørgsmål om tid, før vi får udbredt fusionskraftværker, siger Stefan Kragh Nielsen.
Det er store ord?
- Det er store visioner. Det er et forskningsprojekt, og her kan man både blive positivt og negativt overrasket. Jeg håber selvfølgelig, at vi bliver positivt overraskede, eller i det mindste leverer det, som vores modeller forudsiger, vil ske, siger han.