Hvordan man beregner de ideelle ingredienser til kernefusion med mest energi

Nuklear fusion betragtes som fremtidens energi. Det udleder ikke CO ₂ , det er sikkert, og det giver en masse energi, der sagtens kan forsyne store byer med strøm. Nuklear fusion er meget interessant i teorien, men endnu ikke i praksis. Forskere har allerede haft held med at få atomfusion til at ske, men for at gøre det rentabelt skal der stadig forskes meget i de kommende år. TU/e-forsker Michele Marin deltager i sin forskning i nuklear fusionsplasma.

Nuklear fusion er en væsentligt anderledes energikilde end den energi, der i øjeblikket produceres ved hjælp af kulfyrede kraftværker. Eller solenergi eller vindkraft. Nuklear fusion er ikke farlig. I modsætning til atomkraft skaber den ikke radioaktivt affald. Det er lidt som en sol i en kasse. Brintkerner støder hårdt sammen, smelter sammen og giver en masse energi. Ligesom en sol. Men at fange en sol i en kasse er en anden sag.

Kunstig sol

Alligevel er det, hvad videnskabsmænd forsøger at gøre med specielle reaktorer, tokamakkerne. I disse reaktorer kolliderer brintkerner med stor kraft og fanges af magneter. Det producerer plasma fuld af energi. Men hvordan får du de ideelle ingredienser til plasma med så meget energi som muligt? TU/e-forsker Michele Marin brugte en model til at finde ud af det. Han opdagede, at brintelementerne deuterium og tritium blandes med hinanden hurtigere end hidtil antaget.

Hans model beregnede også indflydelsen af ​​urenheder i brintblandingen. Urenheder i blandingen kan fortynde brændstoffet, hvilket er en ulempe. Men det kan også hjælpe med fusion. Dette skyldes, at tokamak-væggene står over for ekstrem varme og kræfter under atomfusion. Takket være stråling, de er mindre påvirket af varmebølger fra plasmaet, der er skabt for at muliggøre kernefusion, hvilket gør materialet mere stabilt.

Desuden, tilsætning af stoffet neon til blandingen kan have en positiv effekt ved at skabe en højere temperatur i selve kernen. Marins simuleringsmodeller vil blive brugt i de kommende år i eksperimenterne med JET, en af ​​de europæiske tokamaks. Det bringer fremtidens energi lidt tættere på.

Michele Marin vil modtage sin doktorgrad den 1. september på sin afhandling med titlen:"Integreret modellering af flere ioner udledninger:validering og ekstrapolation."