To britiske virksomheder, der er sikre på gennembrud i nuklear fusion

to små britiske virksomheder mener, at de er på randen af et gennembrud, der har undgået forskere i mere end 60 år — at levere ren, billig energi ved at udnytte den nukleare fusionsreaktion, der driver solen.

fiaskoen med vedvarende forsøg på at udvikle fusionskraft siden 1950 ‘ erne har efterladt virksomheden plettet af påstande om, at det er et fjols ærinde. Men dette har ikke afskrækket investorer fra at støtte forskere, der arbejder på helt forskellige tilgange på to private laboratorier i England: Tokamak energi og første lys Fusion.

begge har sat det ambitiøse mål om at levere en fungerende reaktor klar til kommercialisering inden 2030, 10 år tidligere end den nærliggende Britiske Atomenergimyndighed, der driver det statsfinansierede fusionsprogram.tilbage i 1950 ‘ erne byggede UKAEA fusionsreaktoren, som på det tidspunkt blev hyldet som en britisk teknologisk triumf, der tilbyder ubegrænset kraft, der er for billig til at måle. I 1968 blev den nedlagt efter at have undladt at producere nogen nyttig energi.

de seneste tekniske fremskridt har imidlertid overbevist investorerne om at pumpe 50 mio.kr. til Tokamak-energi og yderligere 25 mio. kr. til First Light Fusion.

samtidig arbejder UKAEA på en ny generation af fusionsreaktorer på sit Culham Science Center, alt baseret på” tokamak “- designet, der stammer fra Sovjetunionen i 1950 ‘ erne. Denne runde reaktionsbeholder holder brændstoffet – et plasma af overophedet deuterium og tritium — på plads med kraftige magneter, samtidig med at temperaturen hæves over 100MC, så atomkernerne smelter sammen og frigiver store mængder energi.

UKAEA arbejder på designet til sin næste generation, eksperimentel reaktor, kendt som Step (sfærisk Tokamak til energiproduktion), som regeringen annoncerede offentlige investeringer på 220M lige før parlamentsvalget. Boris Johnson, premierministeren, begejstrede for teknologien under valgkampen og syntes personligt forpligtet til at opretholde det, han kaldte Storbritanniens “globale føring” inden for fusionsforskning.”Step-reaktoren vil være en innovativ plan for et kommercielt drevet fusionskraftværk, der giver det realistiske udsigt til at opføre et kraftværk inden 2040,” sagde Ian Chapman, administrerende direktør i UKAEA.

men de private fusionsselskaber har mere ambitiøse tidsplaner. Tokamak Energy, der blev spundet ud af UKAEA i 2009 og beskæftiger 80 ansatte i nærliggende Milton, er klar til at tage det næste skridt efter opvarmning af plasma i sin SP40-reaktor til 15mc. “Vi er på kurs mod 100mC, den temperatur, hvor fusion kunne begynde, inden næste marts,” sagde David Keham, administrerende næstformand.

Tokamak Energy ‘ s mål er faktisk at generere fusionskraft ved hjælp af en 2025 og har et kommercielt anlæg klar inden 2030. “Vi forstår, at regeringslaboratorier skal være mere forsigtige i deres tidsplaner,” sagde hr. “Vi forestiller os at have en 150mv enhed, som vi kan licensere til folk, der er gode til at bygge kraftværker.”

First Light Fusion, der blev spundet ud af University of London i 2011, er banebrydende for en helt anden tilgang. I stedet for at begrænse reaktanterne inden for et stærkt magnetfelt og overophedes dem, sigter det mod at opnå de ekstreme forhold, der kræves for at indlede fusion ved at affyre et stort antal små kobberprojektiler samtidigt med hypersonisk hastighed i en lille kapsel indeholdende deuterium og tritiumbrændstof.”mens magnetisk fusion er som en ovn, der altid er tændt, er vores projektilfusion en pulserende proces, der overfører energi fra hvert skud til flydende lithiumkølevæske,” sagde Nick.

Han sagde, at han forventede at demonstrere tidligt i 2020, at systemet opnår fusion og sigter mod den hellige gral, kendt som “gain”, hvilket er, når reaktoren genererer mere energi, end der bruges til at udløse reaktionen inden 2024. First Light arbejder allerede med ingeniørfirmaet Mott MacDonald om et kommercielt reaktordesign med det formål at få et fusionsanlæg til at drive nettet i begyndelsen af 2030 ‘ erne.

“Jeg støtter de private fusionsselskaber meget, og UKAEA er forpligtet til at arbejde sammen med dem for at hjælpe med at udvikle deres teknologi,” sagde hr. “Løftet om fusion er så stort, at der altid vil være et sted for innovation inden for design.”

i mellemtiden fortsætter UKAEA med at styre landets engagement i store internationale fusionsprojekter. På Culham er det vært for Joint European Torus eller JET, verdens største og mest magtfulde tokamak og fokus for EU ‘ s fusionsforskningsprogram.

JET har været i drift siden 1983. Et højdepunkt kom i 1997, da det blev drevet med en deuterium-tritium-reaktionsblanding og opnåede en verdensrekord for fusionskraft på 16 megavatter i 1997, skønt dette var mindre end den energi, der blev lagt i for at opvarme plasmaet.

i de senere år har eksperimenter på JET hjulpet design og konstruktion af ITER, en storstilet fusionsmaskine med en reaktionsbeholder 10 meter høj (sammenlignet med 4,3 meter for JET), som bygges af et globalt konsortium af regeringer i det sydlige Frankrig.

plaget med forsinkelser og omkostningsoverskridelser — det nuværende skøn er $22bn — Iter er nu indstillet til at begynde at fungere i 2025. Planen kræver, at JET skal fungere mindst indtil 2024, inklusive flere kørsler med deuterium-tritium-brændstof, skønt dette program afhænger af Storbritanniens forhold til EU og Euratom.

selvom ingen ved nøjagtigt, hvornår kommerciel fusionskraft vil ankomme — og i hvilken form — udtrykte HR.Chapman total tillid til dens eventuelle ankomst. “Vi vil have fusion, “sagde han,” og Danmark vil være tæt involveret i at få det til at ske.”