Gjennombruddet er gigantisk, men fusjon blir ikke dagens løsning

Dette er et veldig stort gjennombrudd innen fusjonsforskningen. Jeg begynte nesten å gråte da jeg hørte om det vellykkede forsøket ved The Livermore National Laboratory i USA, sier Sunniva Rose som har doktorgrad i kjerne- og energifysikk, og fra i oktober i år er kommunikasjonsansvarlig for Norsk Kjernekraft AS.

Som kjerneforsker vet Sunniva Rose, som også er Tekna-medlem, mye om hvilken innsats som ligger bak. Dette er første gang man har fått til en slik fusjonsreaksjon i et kontrollert forsøk.

– Det er en kjempemilepæl! Det ligger så enormt mye arbeid, forsøk og skuffelser bak, før man endelig får til slike ting.

Resultatet kommer etter mange tiårs arbeid ved forskningslaboratoriet i USA der et av de store fusjonseksperimentene i verden foregår.

Kinomodus Slå av kinomodus Minispiller

Ikke for å produsere energi

Forskerne fikk ut 50 prosent mer energi enn det de puttet inn i reaksjonen, men Rose mener likevel at dette forsøket ikke er designet for å produsere energi, for totalt sett har eksperimentet krevd mer energi enn det som kom ut . Å få ut mer enn det som totalt blir puttet inn blir kanskje den neste, store milepælen, ifølge henne.

I eksperimentet har forskerne i USA klart å smelte sammen hydrogenatomkjerner til helium på veldig kort tid i et miljø med stort trykk og temperatur. Heliumkjernen som blir dannet veier litt mindre enn de to hydrogenatomkjernene til sammen. Den overskytende massen går over til energi.

– Dette er Einsteins berømte likning i praksis, E= mc², og det er samme prosess som skjer på solen som gir oss sollys og varme, sier Sunniva Rose.

Hun forklarer at grunnen til at dette er fryktelig vanskelig å få til, er at atomkjernene er positivt ladde.

– Atomkjernene består av protoner og nøytroner. Protoner har plussladning. Nøytroner er nøytrale og har ingen ladning. 

– Alle har sikkert prøvd å dytte magneter med like poler mot hverandre. De vil jo ikke sammen. Det er det samme som skjer med hydrogenatomkjernene. De vil ikke sammen – de frastøter hverandre.

I det vellykkede eksperimentet har de klart å bringe atomkjernene så tett inntil hverandre så lenge at den sterke kjernekraften tar over, og de smelter sammen og gir fra seg mer energi enn forsøket har brukt på å presse dem sammen.

Langt unna el-produksjon

For å få til et miljø der det blir varmt nok og høyt nok trykk til at atomkjernene smelter sammen, er det brukt 192 kraftige lasere. De skyter laserstråler på en bitte liten kule med hydrogen, i form av isotopene deuterium og tritium, som er inne i en liten metallsylinder. Metallsylinderen imploderer og atomkjernene presses hardt sammen til helium og overskytende energi. Ved å tilføre 2 Megajoule i reaksjonen, fikk de ut 3 Megajoule.

– Vi trenger mer energi og det haster med å redde klimaet. Alle typer fossilfrie energikilder, ikke minst kjernekraft er viktige, mener Sunniva Rose

– Nå ser vi at dette er mulig å få til, men man har ikke fått mer energi ut enn det man har puttet inn i laserne som har satt i gang reaksjonen. Så totalt sett har eksperimentet kostet mye mer energi enn man har fått ut, sier Sunniva Rose.

Hun mener vi fortsatt er et godt stykke unna å kunne produsere energi på denne måten.

– Å bruke lasere er en metode, men det er ikke den metoden som er mest egnet å bruke hvis man tenker energiproduksjon, sier Rose som mener det amerikanske forsøket ikke er designet for å produsere energi, men handler mer om grunnforskning på kjernefysikk.

Magnetteknologi mer egnet

Hun mener at de eksperimentene som er mer egnet til å produsere elektrisk energi er de forsøkene der man bruker magneter til å presse atomkjernene sammen. Flere forskningsmiljøer rundt omkring i verden, blant annet i Frankrike og Tysland holder på med dette.

– Atomkjernene er som sagt positivt ladet. De er som magneter, og da kan man dytte rundt på dem som magneter. I eksperimenter med denne teknologien har man ikke klart å oppnå energioverskudd ennå, men gjennombruddet med lasere må gi en enorm ekstra piff og giv til at noen får til dette også.

– Kanskje kan forrige ukes gjennombrudd, gi mulighet for å få til «funding» til denne forskningen også. Det kan sparke denne forskningen videre, håper Sunniva Rose.

Konvensjonell kjernekraft kan redde klimaet

Sunniva Rose har lenge forsket på kjernekraft og er en ivrig forkjemper for at også Norge skal ta i bruk kjernekraftverk som energikilde. Etter at hun sist høst ble kommunikasjonsdirektør i det nye selskapet Norsk Kjernekraft AS (der milliarder Trond Mohn er hovedaksjonær), er ikke engasjementet blitt mindre.

– Nå får jeg endelig betalt for det jeg har holdt på med i mer enn 10 år, ler hun.

I dagens situasjon med energi- og klimakrise, kan ikke forsøkene for å få til fusjonsenergi bli noen sovepute. En gang i fremtiden når vi får til fusjonsenergi i stor skala, har vi løst alt, men i mellomtiden må vi fortsette å bruke og utvikle andre former for fossilfrie energiformer.  

– Da mener jeg både de fornybare energiformene og konvensjonell kjernekraft basert på fisjon/ kjernespalting, sier hun. Under fisjon spalter man tunge atomkjerner til lettere kjerner og overskuddsenergi.

– Hva sier du til motargumentene mot kjernekraft som at det er veldig dyrt, det gir farlig avfall og avgir stråling i prosessen?

– Det er på en måte sant. Men når du sammenligner de ulike energiformer er det ingen energikilder som er tryggere når du ser på antall dødsfall per produsert kilowattime energi eller når man ser på hvilke energiformer som har hatt de spektakulært dødeligste enkeltulykkene. Det er det faktisk vannkraft som står for.

– Når det gjelder pris så er kjernekraft ikke billigst, men det er heller ikke dyrets - ganske midt på treet totalt sett. Når det gjelder farlig avfall så er kjernekraft den energikilden som produserer minst avfall, også farlig - igjen når man sammenlikner avfall per kWh produsert energi. Den totale mengden avfall i verden fra kjernekraft (den som skal lagres i lang tid) får plass på noen fotballbaner.

Kinomodus Slå av kinomodus Minispiller

Vannkraft dødeligst

– De verste ulykkene med kraftverk var Banqiao-ulykken i Kina der en dam kollapset i 1975. Det anslås at den tok livet av mellom 60 000 og  171 000 mennesker og ødela boligene til 11 millioner mennesker.

Når noen spør Sunniva Rose om faren for terror mot kjernekraftverk, repliserer hun ofte med hva med terror mot en kraftverksdam.

– Rapportene viser at kjernekraft er den tryggeste energiformen telt i antall dødsfall per produsert kilowattime og heller ikke har de dødeligste enkeltulykkene

– NVE har en liste på 203 dammer som de holder et ekstra godt øye med. Hvis det skjer noe der så kan det ha dødelige konsekvenser. Men det er vann og det forstår vi liksom, sier Rose litt oppgitt.

Som fysiker forholder hun seg til hva fakta forteller oss, og hun viser til omfattende ferske rapporter både fra EUs vitenskapsakademi og fra FN der det er gjort store livsløpsanalyser av alle energiformer.

– Rapportene viser at kjernekraft er den tryggeste energiformen telt i antall dødsfall per produsert kilowattime og heller ikke har de dødeligste enkeltulykkene. Den produserer mindre farlig avfall. Avfallet er heller ikke nødvendigvis farligere enn andre former for industriavfall.  Industriavfall må vi håndtere hele tiden.

Rose mener at finnene har kommet lengst når det gjelder håndtering av farlig avfall fra kjernekraft.

– De har gjort mye forskning på dette. De graver det ned flere hundre meter under bakken. Om det skulle oppstå lekkasje, vil strålingen være mindre enn den naturlige strålingen befolkningen blir utsatt for.

Ifølge denne forskningen står kjernekraft også for den laveste ressursbruken, med for eksempel mindre bruk av metaller og mineraler enn andre kraftformer. Likevel er aksepten til kjernekraft mer blandet enn til mye annen kraft.

Vil bygge og drifte kjernekraftverk i Norge

– Hittil har man ment at det gir best utnyttelse av ressursene å bygge store kjernekraftverk, slik finnene har bygget Nordens største, Olkiluoto 3. Men da blir hver atomreaktor som en prototype, og man må gjøre ting man ikke har gjort før. Dette har kjernekraftindustrien slitt med, og da blir det alltid kostnadsoverskridelser.

Sunniva Rose forteller at de i Norsk Kjernekraft AS ønsker å fremme konvensjonell kjernekraft ved bruk av små modulære atomreaktorer.

For Norge som ikke har noen kjernekraftindustri klar i dag, vil det mest fornuftige og lønnsomme være å kjøpe modulære kjernekraftverk

– Det som gjør dette interessant handler om de finansielle mulighetene. Hittil har det offentlige måttet spytte inn store summer i kraftverksutbygging. Med muligheten til å serieprodusere små modulære kjernekraftverk vil kostnadene reduseres og det vil være interessant for private investorer.

Hun opplyser at seriøse aktører som Rolls-Royce (som bygger flymotorer og har laget atomreaktorer til ubåter til det britiske forsvaret i mer enn 50 år ) nå designer modulære kraftverk på størrelse med en fotballbane inkludert full sikkerhetssone, og ser på hvordan kan de kan få ned kostnadene i en serieproduksjon.

– Ved serieproduksjon fra en produsent som kan dette, får man kontroll på kostnader og tidsfrister.  All erfaring tilsier at kostnadene vil gå ned i serieproduksjon.

Hun mener at det for kunden som kjøper en ferdig reaktor for å drifte det, da blir omtrent på samme måte som om du kjøper et fly fra en seriøs aktør og så drifter flyet.

– For Norge som ikke har noen kjernekraftindustri klar i dag, vil det mest fornuftige og lønnsomme være å kjøpe modulære kjernekraftverk fra en slik seriøs aktør.  I og med at anleggene ikke krever stort større areal enn en fotballbane, kan dette også være en fin måte å få til en desentralisert energileveranse i landet. Da kan de for eksempel plasseres i industriparker rundt omkring i landet.

Er du interessert i kjernekraft finner du en oversikt over en rekke opptak av interessante foredrag fra Tekna-arrangementer her.