Bændablaðið - 11.03.2021, Blaðsíða 21

Bændablaðið | Fimmtudagur 11. mars 2021 21
Verið er að undirbúa breskan
kjarna samrunaofn (nuclear -
- fusion) til að hefja lykilprófanir
á eldsneytissamsetningu sem
á endanum mun knýja risa-
kjarnasamruna ofninn ITER nærri
Cadarache í Frakklandi þar sem
gera á stærstu tilraun í heimi til að
beisla kjarnasamrunaorku.
Kjarnasamruni er fyrirbærið sem
knýr sólina og ef eðlisfræðingar geta
framkallað og beislað slíka orku á
jörðinni væri það uppspretta nær tak-
markalausrar orku. Athyglisvert er að
helstu iðnríki heims hafa sameinast
um ITER verkefnið til að freista þess
að ná þessu marki. Enda er þetta afar
flókið og dýrt. Einnig er Bretland enn
þátttakandi í þessu verkefni þrátt fyrir
útgönguna úr ESB.
Í desember hófu vísindamenn hjá
Joint European Torus (JET) að gera
samrunatilraunir með trítíum – sem
sjaldgæf og geislavirk samsæta vetn-
is sem líka er nefnd hydrogen-3 og
ýmist táknað með T eða 3H.
Kjarnasamrunaofninn í Bretlandi
er einn tíundi af 22 milljarða
Bandaríkjadala ITER verkefninu en
hefur sams konar kleinuhringlaga
„Tomamak“ hönnun á kjarnasam-
runaofninum. Það er í fyrsta skipti
síðan 1997 sem vísindamenn gera
tilraunir í Tokamak ofni með „veru-
legu magni“ af trítíum.
Upphaflega sovésk uppfinning
Tomamak kjarnasamrunaofnar eru
upprunalega rússnesk eða sovésk
uppfinning sem kynnt var á sjötta ára-
tug síðustu aldar af þáverandi sové-
sku eðlisfræðingunum Igor Tamm og
Andrei Sakharov. Ofninn í Bretlandi
er sagður þróaðasta ofngerðin í dag
í samrunaorkutilraunum heimsins.
Tilraun verður gerð í júní
Í júní mun JET byrja að blanda saman
jöfnu magni af trítíum og deuteríum.
Deutríum, eða hydrogen-2, er ýmist
táknað með 2H eða D og er líka
þekkt sem þungt vetni. Það er þessi
eldsneytisblanda sem ITER mun
nota í tilraun sinni til að skapa meiri
orku með kjarnasamruna en sett er
í ofninn. Vísindamenn JET munu
nota minna en 60 grömm af trítíum
við þessa tilraun. Verður broti úr
grammi skotið inn í ofninn þrisvar
til fjórtán sinnum á dag og er vonast
til að ná út úr tilraununum 3 til 10
sekúndum af nothæfum gögnum.
Ýmist verður eingöngu notað trí-
tíum eða 50/50 blanda af trítíum
og deutríum.
Kínverjar sagðir hafa framkallað
180 milljón gráðu hita árið 2018
Í umfjöllun í blaðinu Nature segir að
þetta sé eitthvað sem aldrei hafi verið
sýnt fram á áður. Það er kannski ekki
alls kostar rétt. Kínverjar, sem líka
eru þátttakendur í ITER verkefninu
eins og flestar stórþjóðir heimsins,
gerðu tilraun í sínum Tokamak ofni
árið 2018 og náðu þá að framkalla
eitt augnablik 180 milljón gráðu hita
og náðu að sagt var að framkalla
meiri orku en lögð var í verkefnið.
Þetta verkefni er nefnt Experimental
Advanced Superconducting Tokamak
(EAST) og var m.a. greint frá þessari
tilraun í Bændablaðinu.
Árið 2019 setti EAST markið
enn hærra og tilkynnti áform um að
tvöfalda það hitastig árið 2020 og ná
360 milljón gráðum. Ekki hefur frést
af að þetta hafi tekist en COVID-19
hafði áhrif á allar vísindalegar til-
raunir í þessa veru á síðasta ári. Þó
EAST liðið verði nokkrum mánuðum
of seint að ná þessu markmiði getur
það samt verið fyrst til þess.
Breski ofninn á að geta
náð 100 milljón gráðu hita
Kjarnasamrunaofninn í Bretlandi
ætti að hita og afmarka plasma af
deuteríum og trítíum þannig að sam-
runi samsætanna í helíum framleiði
nægan hita til að viðhalda frekari
samrunaviðbrögðum. Ofninn er
þannig hannaður að sá gríðarlegi hiti
sem myndast snertir aldrei veggina
í ofninum, enda myndu þeir sam-
stundis bráðna. Heldur er ofurheitum
plasmanum haldið svífandi í afar öfl-
ugu segulsviði. Hitastigið í JET á að
geta náð 100 milljón gráðum. Það er
margfalt meiri hiti en í kjarna sólar-
innar sem talinn er vera 15 milljón
gráður á Celsíus.
Spennandi verkefni
„Það er mjög spennandi núna að
komast á það stig að geta framkvæmt
það sem við höfum verið að undirbúa
í öll þessi ár,“ segir Joelle Mailloux,
sem er meðstjórnandi vísindaáætl-
unar JET. „Við erum tilbúin í það.“
Tilraunir JET munu hjálpa vís-
indamönnum að spá fyrir um hvernig
plasmi í ITER Tomamak muni haga
sér og þróa út frá því til stillingar fyrir
risatilraunina.
„Það er næst því sem við getum
náð ITER aðstæðum í nútímavél-
um,“ segir Tim Luce, yfirvísinda-
maður hjá ITER. Tilraunirnar eru
lokaáfangi við tveggja áratuga vinnu,
segir Luce.
ITER mun hefja tilraunir í smáum
skala árið 2025. En frá 2035 mun
kjarnasamrunaverið vera keyrt á
50:50 blöndu af deuteríum og trí-
tíum.
Bæði ITER og JET, eru með
aðsetur í Culham Center for Fusion
Energy (CCFE) nálægt Oxford.
Síðustu Tomamak samrunatilraun-
ir heims með trítíum fóru einnig
fram á JET. Markmiðið var þá að
ná hámarksaflinu og tókst þá að ná
methlutfalli orku úr orku (þekktur
sem Q gildi) upp á 0,67. Það met
stendur enn í dag segir í Nature.
Gildið 1 þýðir að jafn mikil orka fari í
að framleiða orkuna og notuð er til að
búa hana til. Á þessu ári er markmið-
ið að viðhalda svipuðu samrunaafli
í 5 sekúndur eða meira, að ná eins
miklu af gögnum úr tilraununum
og mögulegt er til að skilja hegðun
langvarandi plasma. /HKr.
Áfangi í fjölþjóðlega kjarnasamrunaverkefninu ITER:
Tilraun gerð með trítíum eldsneyti til að framkalla
kjarnasamruna í sumar í tilraunaofni í Bretlandi
Kjarnasamrunaofn af Tomamak-gerð. Ofnar sem duga til að hemja þann gríðarlega hita sem myndast við kjarnasamruna
eru afar flóknir að allri gerð og þar af leiðandi mjög dýrir. Ef vel tekst til vonast menn samt til að slíkir ofnar geti
umbylt framleiðslu á ódýrri vistvænni orku í heiminum.
Þjóðirnar sem standa að Iter verk­
efninu í Frakklandi. Að vísu ætti
breski fáninn að vera þarna líka eftir
útgöngu þeirra úr ESB.
Vesturhrauni 3 • 210 Garðabær • s: 480 0000
Austurvegi 69 • 800 Selfossi • s: 480 0400
www.aflvelar.is • sala@aflvelar.is
VINNUR HEILAN VINNUDAG ÁN ÞESS AÐ HLAÐA
Rafhlöðudrifin lausn fyrir kröfuharða garðyrkjumenn,
verktaka og sveitafélög sem vilja taka græna skrefið
og vinna með aflmiklum tækjabúnaði sem slær
háværum bensíntækjum ekkert við í afköstum.
Einfalt í vinnslu því rafhlöðuna er hægt að tengja við
hekkklippu, sláttuorf, greinarsög, sláttuvél og blásara
og að auki er hægt að vinna fullan vinnudag án þess
að hlaða. 3 ára ábyrgð á rafhlöðum frá framleiðanda.
Hafið samband og fáið tilboð í lausn sem hentar
ykkar þörfum og leggið heyrnarhlífunum.