Jacob Trier Frederiksen får EU-midler til forskning i fusionsenergi – Niels Bohr Institutet - Københavns Universitet

Videresend til en ven Resize Print Bookmark and Share

Niels Bohr Institutet > Navnligt Navne > Navnligt Navne 2012 > Jacob Trier Frederikse...

10. december 2012

Jacob Trier Frederiksen får EU-midler til forskning i fusionsenergi

EU-landene har et ønske om at udvikle en teknologi, som kan producere energi ved hjælp af fusion, altså sammensmeltning af atomer i modsætning til fission, som er spaltning af atomer, og som vi bruger i nutidens atomkraftværker. Til forskning i emnet har EU derfor givet støtte på 7,5 millioner kroner til et konsortium af forskere fra 16 lande, deriblandt forskere fra Niels Bohr Institutet.

At kunne producere energi ved hjælp af fusion har været en uopnåelig drøm i mange årtier. En drøm, fordi der ikke kræves uran eller andre tunge, dyre, sjældne og farlige grundstoffer, og fordi der ikke skabes farligt atomaffald. Uopnåelig, fordi det har krævet mere energi at sammensmelte atomerne end man fik ud af processen. Bad business.

En mikrokapsel er fyldt med to specielle brint-isotoper, deuterium og tritium. Ved fusionen mellem brintatomerne bliver denne lille kugle et kort øjeblik til en mikro-stjerne, der producerer energi.

Netværk af ekspertiser

"Udviklingen af ny teknologi indenfor flere forskellige områder af eksperimentelfysik gør, at man nu skaber et forskningsnetværk og kæder relevante ekspertiser sammen for at arbejde med mulighederne for fusionsenergi. Det samarbejde deltager vi i", fortæller Jacob Trier Frederiksen, forskningsadjunkt i Astrofysik og Planetforskning på Niels Bohr Institutet ved Københavns Universitet.

Han forsker i Solens plasmafysik, og fusion er netop en af de processer, der foregår i Solens glødende indre, hvor der er et ekstremt varmt, tæt plasma. I en speciel fusionsteknologi bruger man nogle små kugler, som indeholder to specielle brint-isotoper, deuterium og tritium. Disse kugler skydes ned i en tank, og ved at bombardere kuglen med meget kraftige laserstråler fra alle vinkler, trykkes kuglen sammen af laserfeltet. Det skaber en kraftig chokbølge i kuglen, hvorved der opstår et ekstremt varmt, tæt plasma, og brintkernerne begynder at smelte sammen (fusionere). Ved denne proces frigives en stor mængde energi, og kunsten er at skulle tilføre mindre energi end der frigives. Good business.

Men man ved ikke rent videnskabeligt, hvad der egentlig foregår inde i kuglen under den ekstreme tilstand. Der er en ekstrem stoftæthed og energitæthed, men det er ikke velbeskrevet, hvordan stoffet opfører sig under sådanne forhold.

Kuglen med brint bombarderes med meget kraftige laserstråler fra alle vinkler, Det skaber en kraftig chokbølge i kuglen, hvorved der opstår et ekstremt varmt, tæt plasma, og brintkernerne begynder at smelte sammen (fusionere). Det er samme proces, som i Solens indre.

Processer som i Solen

"Det er de samme processer, som foregår i Solens indre. I brintkuglerne opstår der dog endnu mere ekstreme tilstande end i Solen. Der er højere tæthed end i Solens kerne, og der er næsten 10 gange varmere end i Solens indre. I vores forskning af Solens processer bruger vi nogle af verdens hurtigste og mest præcise computermodellerings-programmer, og vores bidrag til forskningen går derfor ud på at bruge de samme værktøjer til at lave computermodeller af plasmaet for at få en væsentlig forståelse af chok'ene i plasmaet og fusionsprocesserne", fortæller Jacob Trier Frederiksen.

Forskningsnetværket består af både teoretiske og eksperimentelle fysikere indenfor højenergi- kerne- og atomarfysik, fusionsfysik og plasmafysik højenergi laserfysik, hydrodynamik og astrofysik. Ialt 16 europæiske lande deltager.

De første eksperimenter er planlagt i USA på Livermore-forskningsanlægget, National Ignition Facility i Californien. Bevillingen på 7,5 mio. kr. fra European Cooperation in the field of Scientific and Technical Research, COST er ikke til løn til forskerne, men udelukkende til selve netværkssamarbejdet i fire år fra 2013.

COST Action >>