Drömmen om fusionskraft

2012-04-03 23:00  
Iter – internationellt forskningsprojekt i megastorlek Foto: Iter

Den internationella forskningsreaktorn Iter har blivit en gökunge inom europeisk forskning. Fusionsreaktorn, som ska stå färdig 2019, äter upp en allt större del av EU:s forskningsbudget. Samtidigt finns tecken på att den aldrig kommer att fungera som tänkt.

Drömmen om den eviga energikällan, fusionskraften, börjar ta konkret form i slutet av 1970-talet. Och när planerna på Iter, International Thermonuclear Experiment Reactor, växer fram tio år senare ska den bli sista steget mot en fullt fungerande fusionsreaktor för elproduktion. Experimentreaktorn ska klara allt som krävs för ett fusionskraftverk, utom att leverera ström till elnätet.

Men med tiden visar det sig att det storstilade projektet blir alldeles för dyrt. Vid millennieskiftet bantas projektet till en hälften så stor experimentreaktor, fortfarande med namnet Iter.

Men den nya Iter ”Light” kommer aldrig att kunna uppfylla det djärva målet; att bli en första demonstration av ett fungerande fusionskraftverk.

Lättversionen av Iter är krympt så mycket att den inte kommer att ”tända” och bli självgående. Den måste matas med 50 megawatt effekt för att ge 500 megawatt fusionskraft i 500 sekunder.

Orsaken är att det inte bildas tillräckligt många alfapartiklar (heliumkärnor) i processen. Vid neutron-?bestrålning i reaktorn bildar alfa-partiklarna tritium, som är en nödvändig ingrediens för att hålla i gång fusionsprocessen, tillsammans med deuterium (tungt väte).

Så långt räcker pengarna när Iterprojektet dras i gång på riktigt 2006, efter många och långa förhandlingar mellan deltagarländer från hela världen. Då bestäms att reaktorn ska byggas i franska Cadarache, några mil norr om Marseille vid Medelhavet.

Samtidigt ändras innebörden av namnet ”Iter” till dess latinska betydelse ”vägen”, eftersom ”Thermonuclear Experiment” låter alltför skrämmande.

Japan, stark medtävlare om var reaktorn skulle placeras, får i stället bygga materiallaboratoriet IFMIF, ?International Fusion Materials Irradiation Facility. Labbet ska utveckla de material som ska tåla den extremt tuffa miljön i reaktorn, med enorm hetta och intensiv strålning.

Det är material som inte existerar i dag annat än i teorin. Det innebär samtidigt att Iter måste byggas med dagens godkända konstruktionsmaterial, som egentligen inte lämpar sig i en riktig fusionsreaktor. Dagens material blir starkt radioaktiva av den intensiva neutronstrålningen i reaktorn.

Eftersom Iter aldrig kommer att uppfylla de ursprungliga förhoppningarna, krävs ett extra steg på vägen mot fusionskraft. Det nytillkomna steget heter Demo, Demonstration Power Plant, och ska kontinuerligt leverera så mycket elenergi som motsvarar ett modernt kraftverk (två till fyra gigawatt). I bästa fall står Demo startklar 2033.

Men även Demo är bara en experimentreaktor. Därefter krävs sannolikt ytterligare en fusionsreaktor, Proto, som ska bli prototypen till ett riktigt fusionskraftverk som levererar elektricitet på kommersiell bas. I bästa fall blir Proto en lätt modifiering av Demo, när den byggs någon gång efter 2050.

Under de tjugofem år som Iter tagit form har även ett antal alternativa reaktorkonstruktioner sett dagens ljus. Visserligen är de inte lika långt utvecklade som tokamaken, den sorts fusionsreaktor som Iter är, men flera av alternativen har enklare konstruktion och lovar ?högre effektivitet än tokamaken, hävdar många fusionsforskare.

Troligen blir det en annan sorts reaktor som sitter i framtidens fusionskraftverk, om det byggs några.

Framför allt är det den komplicerade geometrin på tokamakens inneslutning av fusionsplasmat som skapar problem. Det krävs starka, välriktade magnetfält för att hålla det hundra miljoner grader heta plasmat från reaktorns väggar.

Tokamaken har redan provats storskaligt vid JET, Joint European Torso, i England och visat sig fungera under någon sekund.

Och trots allt är det tokamaken som har utvecklats längst. Att börja om i ett nytt spår är som att gå ett steg tillbaka i utvecklingen och senarelägga fusionskraftens genombrott ytterligare, befarar fusionsforskarna som ser Iter som det enda sättet att hålla drömmen om fusionskraft vid liv.

Så därför tuffar Iterprojektet vidare mot sin nästa anhalt, om än försenat och till ett allt högre pris.

Tidslinje

2006 De sju deltagarna: Euratom (EU-länderna), Japan, Ryssland, Sydkorea, USA, Kina och Indien, fattar formellt beslut om Iter.

2008 Byggplatsen i Cadarache förbereds.

2009 Bygget startar med att kontorslokalerna påbörjas.

2011 Grunden för reaktorbygget börjar byggas.

2015 Reaktorn börjar byggas på plats.

2018 Reaktorn är färdigbyggd.

2019 Reaktorn startas i november och körs med bara deuterium.

2026 Reaktorn körs ”på riktigt” med deuterium och tritium.

2033 Demo startklar.

2038 Iterprojektet avslutas.

2050 Proto börjar byggas.

Iter – internationellt forskningsprojekt i megastorlek

Iter är ett internationellt forskningsprojekt, som startades av EU, Sovjet, USA och Japan.

Nu deltar även Sydkorea och Indien.

Beslutet att bygga Iter föregicks av omfattande politiska diskussioner om var anläggningen skulle placeras.

Överenskommelsen 2005 innebär att fusionsreaktorn byggs i Frankrike, medan det tillhörande laboratoriet för materialforskning, IFMIF, placeras i Japan.

Iter, som dragits med stora fördyringar och förseningar, beräknas i dag kosta runt 16 miljarder euro (160 miljarder kronor) och tas i drift 2019.

Anders Wallerius

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Dagens viktigaste nyheter

Debatt