“Frankrig har bygget en stjerne i en flaske”
Et af vor tids mest ambitiøse energiprojekter, ITER, gennemføres i det sydlige Frankrig. Her er der installeret en kolossal magnet, der skaber et magnetfelt, der er så kraftigt, at det kan løfte et hangarskib.
Dette gennembrud var et vigtigt skridt i menneskehedens forsøg på at udnytte energien fra kernesammensmeltning – en næsten uudtømmelig energikilde.
ITER’s ambition: at genskabe stjernernes energi
ITER’s centrale solenoide er en 18 meter lang cylinder, der vejer omkring 1 million kg. Dens magnetfelt når op på 13 tesla, hvilket er 280.000 gange stærkere end Jordens magnetfelt.
Dette er hjertet i den eksperimentelle reaktor i Cadarache. Dens opgave er at holde plasma opvarmet til millioner af grader og igangsætte fusionsprocesser.
ITER er designet til at reproducere den reaktion, der driver Solen. I modsætning til kernespaltning, som bruges i atomkraftværker og producerer radioaktivt affald, er fusion sikrere og har næsten ubegrænsede ressourcer. Deuterium og tritium fungerer som brændstof. Den centrale solenoide fungerer som en gigantisk »starteranordning«, der genererer den strøm, der er nødvendig for at starte og opretholde reaktionen inde i tokamakken. Succesen med dette eksperiment kan indlede en ny æra inden for energi og mindske afhængigheden af olie og kul.
En global teknologisk bedrift
Solenoidens skabelse blev muliggjort gennem internationalt samarbejde. Dens komponenter blev fremstillet i USA af General Atomics og derefter sendt til Frankrig for samling. Hvert modul vejede lige så meget som et passagerfly og krævede ekstrem præcision under installationen. Dette store projekt er et eksempel på, hvad menneskeheden kan opnå ved at forene kræfterne.
150 millioner grader Celsius — det er den temperatur, som plasmastrømmen i hjertet af det gigantiske anlæg i Frankrig skal nå. Det er ti gange varmere end solens overflade. Målet med projektet er at skabe en sikker, ren, uudtømmelig og i fremtiden overkommelig energikilde.
ITER er det største videnskabelige projekt i vores tid. Det anslås at koste 25 milliarder euro, involverer 33 lande og har været under forberedelse i næsten 40 år. Maskinen er placeret i Saint-Paul-lès-Durance i departementet Bouches-du-Rhône på et 42 hektar stort område. Det er en tokamak, en anordning til termonuklear fusion, der vejer 23.000 ton, hvilket er tre gange tungere end Eiffeltårnet.
Hvad er termonuklear fusion?
Termonuklear fusion er den proces, der driver stjernerne. Solens temperatur når op på 15 millioner grader, men i ITER-tokamaken vil temperaturen være 10 gange højere – op til 150 millioner grader.
For at starte fusionen opvarmes gassen til en sådan tilstand, at den omdannes til plasma – den fjerde tilstand af stof efter fast, flydende og gasformigt. I denne tilstand adskilles elektroner fra atomkerner, og stoffet bliver »ladet«.
99 % af universet er i plasma-tilstand: Solen, stjernerne, interstellart stof, lyn og endda nordlyset.
Der er tre betingelser, der skal være opfyldt for at fusion kan finde sted:
- ultrahøje temperaturer for energiske kollisioner,
- tilstrækkelig plasmatæthed
- og en lang retentionstid, så reaktionerne ikke afbrydes.
Inde i ITER-kammeret kolliderer og fusionerer hydrogenkerner, danner helium og frigiver enorme mængder energi. I modsætning til fission, hvor store atomer nedbrydes til mindre, fungerer fusion på den modsatte måde: lette atomer kombineres og frigiver energi.
ITER’s opgave er at gengive den proces, der finder sted i stjernernes indre. For at gøre dette vil hydrogenisotoper – deuterium og tritium – kollidere og smelte sammen til heliumkerner, hvorved der frigives enorme mængder energi. Deuterium er sikkert, tritium er radioaktivt, men har en kort halveringstid på 12 år og betragtes som et relativt let radionuklid. I modsætning til kernespaltning, som anvendes i moderne atomkraftværker, er fusion mere sikker: Der er ingen kædereaktion, ingen risiko for katastrofer, og der er bogstaveligt talt et hav af brændstof til rådighed. Desuden producerer denne reaktion fire gange mere energi og producerer ikke højradioaktivt affald.
Design og omfang
ITER-tokamaken er et unikt design. Den består af en million dele og 100 millioner komponenter. I midten er der et 1.400 m³ stort vakuumkammer omgivet af et termisk beskyttelses- og kølesystem. Det er her, plasmaet, der opvarmes til 150 millioner grader, vil blive opbevaret. For at forhindre det i at køle ned er der installeret 10.000 ton superledende magneter, der er afkølet til -269 °C. De udgør det største magnetiske system i verden.
Udenfor er alt dette indkapslet i en kæmpe kryostat af rustfrit stål, der er 29 meter høj og bred. Omfanget af arbejdet er imponerende: En sektor af tokamakken vejer 1.350 ton, hvilket svarer til fire fuldt lastede Boeing 747-fly.
Tidsplaner og vanskeligheder
Samlingen af tokamakken begyndte i 2020, men har været udsat for betydelige forsinkelser. Oprindeligt var det planlagt, at den skulle være fuldt operationel i 2025, men nu er det planlagt til 2039. Selv da vil det være en prototype, der ikke vil være tilsluttet elnettet, men som vil bevise teknologiens levedygtighed. Rigtige demonstrationsreaktorer og de første industrielle stationer forventes først i 2050-2060.
Ifølge ingeniører er det sværere at skabe et sådant anlæg på Jorden end at sende en person til Mars. Alene svejsningen af hovedkomponenterne vil tage tre års kontinuerligt arbejde.
Sikkerhed og samarbejde
Det vigtigste spørgsmål er sikkerheden. Reaktorvæggene er lavet af massiv beton, og hele anlægget er jordskælvssikkert. I tilfælde af en funktionsfejl vil plasmaet ikke eksplodere – det vil blot køle ned øjeblikkeligt. I modsætning til fission kan termonuklear fusion ikke forårsage en kædereaktion og dermed en katastrofe i samme omfang som Tjernobyl eller Fukushima.
ITER finansieres af verdens stormagter: Kina, Indien, Rusland, USA, Japan, Sydkorea og EU-landene. Disse lande repræsenterer næsten halvdelen af Jordens befolkning. Hvert land leverer sine egne komponenter til anlægget: I alt bruges mere end 100 kilometer specialruter til at transportere supertunge dele.
Men projektet har også været ledsaget af skandaler: leveringsforsinkelser, ledelsesproblemer, budgetforøgelser og endda beskyldninger om en giftig atmosfære inden for organisationen. På trods af dette blev landene i 2023 enige om en ny køreplan, og det samlede budget blev forhøjet til 25 milliarder euro.
Fremtidens energi
Siden 1950’erne er det globale energiforbrug seksdoblet. Fusion ses som nøglen til at løse denne udfordring. Ja, projektet er dyrt og risikabelt, men det er i det, mange ser håb for en stabil og miljøvenlig energiverden i fremtiden.
Indsatsen er utrolig høj. Hvis fusion kan skaleres op, vil det revolutionere energiindustrien. Reaktorer, der forsyner menneskeheden med billig og ren energi, kan dukke op allerede i anden halvdel af det 21. århundrede. Det betyder en verden uden kul og olie, reducerede emissioner og energiuafhængighed.
Den centrale solenoide kaldes det »bankende hjerte« i den fremtidige reaktor. Det er ikke bare en magnet – det er nøglen til en verden, hvor stjernernes energi bliver tilgængelig for mennesker.
Der er selvfølgelig stadig tekniske udfordringer og usikre tidsfrister forude. Men udsigterne er store. ITER kan blive grundlaget for den næste generation af reaktorer og sætte en ny kurs for den globale energi. Det eneste spørgsmål er, om menneskeheden virkelig vil være i stand til at »låse en stjerne inde i en flaske« og gøre dens energi til grundlaget for sin fremtid.
