Den 5 December skedde det som omtalades som ett genombrott inom fusion vid Lawrence Livermore National Laboratory’s National Ignition Facility (NIF), genom «inertial fusion». Påföljande presskonferens den 13 December förstärkte den bilden. Men frågan är om detta egentligen är ett steg på vägen?
Det som NIF är del av är ett simuleringsprogram för att testa om kärnvapen som lagrats fortfarande ger önskad(?) sprängverkan. Det rör sig alltså inte om ett projekt där målet är att uppnå fusion för energiproduktion. Fusion i detta fall är ett medel för att se om simuleringarna stämmer.
Det som framstår som en «breakeven», det vill säga att mer energi skapas än det som man tillför systemet, är också en sanning med modifikation. Det som hände var att 2.05 MJ i 192 UV-laserstrålar fokuserades i en liten kavitet (hohlraum) med en pellet gjord av deuterium och tritium. I kaviteten skapades röntgenstrålar som tryckte ihop pelleten så att man fick igång en självgående fusion under någon miljarddels sekund. Här omvandlades ca delar av bränslet till He, neutroner och energi, totalt frigjordes 3.15 MJ. På det sättet är det en framgång, men hur för detta oss närmare kommersiell Fusionsenergi?
Det första man måste tänka på att man räknar med energin in i systemet (2.05 MJ) men det krävs nästan 300 MJ in i lasrar och andra delar för att få till detta. Det gör alltså att man måste öka effektiviteten 100 gånger innan man uppnått «grid-breakeven», dvs total energi in kontra det man kan ta ut.
Även om man räknar snällt med detta så kommer det inte vara möjligt att ta ut all energi som skapas, utan det kommer finnas förluster innan man kan få ut brukbar energi i form av elektricitet eller värme. Här kan verkningsgraden bli mindre än 50% (snällt räknat då <10% är troligare). Den teknologin är inte fullt utvecklad än och där har mycket arbete gjords vi JET och ITER där man vill skapa fusion med «magnetic confinement». Detta finns inte vid NIF, vilket förklaras av syftet att upprätthålla USAs kärnvapenarsenal.
Nästa är att lasrarna som man använder inte kan avfyras oftare än 1-2 gånger i veckan. För energiproduktion måste man troligen göra detta flera gånger per sekund. Vilket är ett mycket stort stag att ta. Som det är nu måste lasrarna och den optiska utrustning justeras om efter varje «skott» i tillägg till att optiken kan skadas vid varje «skott» och måste då bytas ut.
Kaviteten (hohlraum) som brukas måste göras med mycket hög precision då fel i storleken av en bakterie kan göra att det inte går att få till fusion. Varje av dessa kostar fler hundratusen dollar och flera månader på att utvecklas och konstrueras.
Så var det ett genombrott? För fusionsforskningen, ja. För energiproduktion med fusion, nej. Man har fått större förståelse för processerna men det är knappast ett steg mot energiproduktion, det är för många och stora problem som måste lösas först. Det stora genombrottet behövs inom «magnetic confinement» där man skall kunna ha en gående fusion över tid istället för under korta ögonblick. Så den tidskonstant som var aktuell när jag läste fysik på 1980-talet är troligen fortfarande sann; Om 30 år har vi kommersiell fusionsenergi. Det dröjer fortfarande 30 år….