Kernefusion: En letforståelig introduktion

Forskere har gjort et stort gennembrud inden for kernefusion, hvilket kan åbne døren for masser af ren energi i fremtiden.

Denne opdagelse var kun mulig på grund af mere end et halvt århundredes forskning i kernefusion.

Her er en letforståelig introduktion til kernefusion, så du kan forstå denne spændende nyhed ordentligt.

Hvad er kernefusion?

Kernefusion er en slags kerneproces, der opstår, når to eller flere atomkerner kombineres for at producere en enkelt, større kerne.

Fusionsreaktioner sker i en tilstand af stof, der kaldes plasma, som er en varm, ladet gas, der består af positive ioner og frit bevægelige elektroner med egenskaber, der adskiller sig fra faste stoffer, væsker eller gasser.

For at opsummere er nuklear fusion den mekanisme, hvorigennem Solen og andre stjerner får deres energi.

For eksempel: Atomer af tritium og deuterium (henholdsvis hydrogenisotoperne Hydrogen-3 og Hydrogen-2) kombineres for at generere en neutron og en heliumisotop. Sammen med dette frigøres en massiv mængde energi.

Denne energi kan bruges til at skabe elektricitet eller drive andre ting. Og den anses for at være en potentielt uendelig og ren energikilde.

For at fusionere skal atomkernerne mødes ved usædvanligt høje temperaturer, måske 10 millioner grader celsius. På grund af den høje temperatur har de energi nok til at overvinde deres indbyrdes elektriske modstand. Når kernerne er meget tæt på hinanden, overvinder den nukleare tiltrækning mellem dem den elektriske frastødning og gør det muligt for dem at smelte sammen og dermed skabe energi.

Nuklear fusion vs. nuklear fission

Både fission og fusion er kernereaktioner, der flytter atomer for at producere energi, men hvad er forskellen mellem de to?

Fusion er sammenføjningen af to lettere atomer til et større atom, mens fission er spaltningen af et atom i to. De er i bund og grund modsatte processer.

Albert Einsteins forudsigelse af, at masse kan omdannes til energi, inspirerede til opdagelsen af kernedeling. Forskere begyndte at eksperimentere i 1939, og Enrico Fermi byggede den første atomreaktor et år senere.

En stort set ustabil isotop sprænges med højhastighedspartikler, som regel neutroner, der accelereres og tvinges til at kollidere med den ustabile isotop, hvilket udløser fission og splintring i to mindre isotoper, tre højhastighedsneutroner og en enorm energimængde. Uran-235 bruges som neutron i langt de fleste atomkraftreaktorer.

Den genererede energi bruges til at opvarme vand i atomreaktorer, som efterfølgende producerer elektricitet. Mens højhastighedsneutronerne udledes og bliver til projektiler, starter de nye fissionsprocesser, også kendt som kædereaktioner.

Kernefission genererer en stor mængde radioaktivt affald, som kan være farligt og skal opbevares omhyggeligt - måske i hundredvis af år. Mens kernefusion producerer ren energi, fri for radioaktivt affald.

Det er også værd at påpege, at kernespaltning ikke er en naturlig proces og skal fremkaldes, hvorimod kernefusion er en naturlig proces, f.eks. producerer solen energi gennem kernefusion.

Hvorfor er kernefusion vigtig?

Fusionsreaktorer har evnen til at levere strøm med minimal eller ingen udledning af drivhusgasser, radioaktivt affald eller andre miljømæssige konsekvenser. De kan give en praktisk talt ubegrænset forsyning af ren energi og reducere vores afhængighed af fossile brændstoffer og andre begrænsede energikilder.

Da fusionsreaktorer ikke genererer højradioaktivt affald som fissionsreaktorer, vil bortskaffelsen være lettere. Desuden vil affaldet, i modsætning til fissionsreaktorer, ikke indeholde radioaktive elementer af våbenkvalitet.

Gennembrud inden for kernefusion

Ifølge Financial Times er det lykkedes forskerne at frigøre 2,5 MJ energi efter kun at have brugt 2,1 MJ på at opvarme brændstoffet med lasere. Denne opdagelse skal valideres af National Ignition Facility (NIF) på Lawrence Livermore National Laboratory i Californien, men det er en fantastisk nyhed.

Dette er en betydelig videnskabelig bedrift inden for kernefusion, primært fordi det er første gang, det er lykkedes forskere at etablere en kernefusionsproces med en positiv nettoenergiforøgelse.

Der er selvfølgelig stadig mere arbejde, der skal gøres for at gøre dette til en gennemførlig mulighed, men det er et betydeligt skridt fremad for videnskaben, at forskerne var i stand til at generere mere energi, end da de begyndte eksperimentet. Det giver forskningen kontekst og mening.

Udbrede visuel videnskabelig kommunikation over hele verden

Spred dit arbejde over hele verden ved hjælp af visuelle plakater. Ud over at gøre dit arbejde bedre egnet til en kort læsning, kan en ekspertskabt plakat hjælpe dit arbejde med at nå ud til et publikum, du aldrig havde forestillet dig. Plakater er lettere at levere og sprede, og de kan helt sikkert få folk til at huske din forskning.

Brug et nemt værktøj til at lave plakater. Brug Mind The Graph.

Øg min research med illustrationer