Nuklear, hvordan fusionsreaktorer fungerer

Nuklear fusion er processen med at kombinere to atomer til ét, hvilket frigiver en stor mængde energi. Denne proces er det, der driver solen og stjernerne. Forskere arbejder på at udvikle nukleare fusionsreaktorer, der kan udnytte denne energi til brug på Jorden.

Grundlæggende om Nuklear Fusion

Nuklear fusion opstår, når to atomers kerner kombineres for at danne en ny, tungere kerne. Dette frigiver en stor mængde energi, fordi massen af ​​den nye kerne er mindre end summen af ​​masserne af de to oprindelige kerner. Forskellen i masse omdannes til energi ifølge Einsteins berømte ligning, E=mc^2.

Mængden af ​​energi, der frigives ved kernefusion, er meget større end mængden af ​​energi, der frigives ved kernefission, den proces, der driver atomkraftværker. Dette skyldes, at nuklear fission involverer spaltning af atomer fra hinanden, mens nuklear fusion involverer at kombinere atomer sammen.

Sådan fungerer nukleare fusionsreaktorer

Nukleare fusionsreaktorer fungerer ved at opvarme brintgas til ekstremt høje temperaturer. Dette får brintatomerne til at bryde fra hinanden til elektroner og protoner. Protonerne accelereres derefter og kolliderer sammen og smelter dem sammen til heliumatomer. Denne proces frigiver en stor mængde energi i form af varme og lys.

Varmen og lyset fra kernefusionsreaktionen kan bruges til at generere elektricitet. Denne proces ligner den måde, varme og lys fra solen bruges til at generere elektricitet i solenergianlæg.

Udfordringer ved Nuklear Fusion

Der er en række udfordringer, der skal overvindes for at udvikle nukleare fusionsreaktorer, der er kommercielt levedygtige. Disse udfordringer omfatter:

* At opnå høje nok temperaturer til at fusionere brintatomer

* Indeslutning af plasmaet længe nok til, at fusion kan forekomme

* Fjernelse af heliumaske, der dannes ved fusionsreaktionen

* Udvikling af materialer, der kan modstå de ekstreme forhold inde i en fusionsreaktor

Fremskridt med nukleare fusionsreaktorer

Forskere gør fremskridt med at overvinde udfordringerne ved nuklear fusion. I 2018 opnåede forskere ved Joint European Torus (JET) i Storbritannien en rekordstor fusionsreaktion, der producerede 59 megajoule energi. Dette svarer til den mængde energi, der kunne produceres ved at forbrænde omkring 14 liter benzin.

Selvom dette er en betydelig præstation, er det stadig langt fra den mængde energi, der ville være nødvendig for at drive en kommerciel fusionsreaktor. Det er dog et tegn på, at der sker fremskridt, og at nuklear fusion en dag kan blive en levedygtig energikilde for verden.