1.337 sekunder: så länge lyckades WEST, en tokamak som drivs från CEA:s anläggning i Cadarache i södra Frankrike och som ingår i EUROfusion-konsortiets medelstora tokamakanläggningar, upprätthålla en plasma den 12 februari. Detta var en förbättring med 25% jämfört med den tidigare rekordtiden som uppnåddes med EAST i Kina några veckor tidigare.
Att nå sådana här varaktigheter är en avgörande milstolpe för maskiner som ITER, som kommer att behöva upprätthålla fusionsplasmor under flera minuter. Slutmålet är att kontrollera plasman, som är naturligt instabil, och samtidigt se till att alla komponenter som vetter mot plasman klarar av att stå emot dess strålning utan att fungera felaktigt eller förorena den.
Detta är vad CEA:s forskare har för avsikt att uppnå och vad som förklarar det nuvarande rekordet. Under de kommande månaderna kommer WEST-teamet att fördubbla sina ansträngningar för att uppnå mycket långa plasmavaraktigheter – upp till flera timmar sammanlagt – men också för att värma upp plasman till ännu högre temperaturer i syfte att närma sig de förhållanden som förväntas i fusionsplasmor.
WEST är en CEA-anläggning som drar nytta av kommissionens decennier av erfarenhet av att använda tokamaker för att studera plasmor. Anläggningen välkomnar forskare från hela världen som utnyttjar dess nyckelegenskaper som möjliggör långvariga plasmor, i synnerhet dess supraledande spolar och aktivt kylda komponenter.
WEST är en del av en internationell rörelse som omfattar andra stora experiment där CEA-forskare är starkt involverade, till exempel JET, Joint European Torus tokamak i Storbritannien (stängd i slutet av 2023), som innehar rekordet för fusionsenergi, JT-60SA i Japan, EAST i Kina och KSTAR i Sydkorea, för att inte tala om flaggskeppsmaskinen Iter.
Anne-Isabelle Etienvre, chef för grundforskningen vid CEA, sade: ”WEST har uppnått en ny viktig teknisk milstolpe genom att upprätthålla väteplasma i mer än tjugo minuter genom injektion av 2 MW värmeeffekt. Experimenten kommer att fortsätta med ökad effekt. Detta utmärkta resultat gör det möjligt för både WEST och det franska samhället att visa vägen för den framtida användningen av ITER.”
WEST, tokamaken som drivs av CEA. Foto: L. Godard/CEA
Vad används fusion till?
Kärnfusion är en teknik med det yttersta målet att kontrollera naturligt instabil plasma. Den använder ännu mindre resurser och mindre bränsle än fission, som redan var mycket koncentrerad, och producerar inte långlivat radioaktivt avfall.
Av de olika möjliga teknikerna för att generera energi är den mest avancerade magnetisk inneslutningsfusion, där plasma hålls i en torus av ett intensivt magnetfält och värms upp tills vätekärnorna smälter samman. JET har visat att inneslutningsfusion kan producera fusionskraft på 15 MW under flera sekunder.
Frankrike, som är hemland för både WEST och ITER, är väl lämpat att hysa den första prototypen av en kärnfusionsreaktor. Kärnfusion är en energikälla som utnyttjar kärnreaktioner, med många möjliga komplementära aspekter till kärnklyvningsenergi och tillhörande tekniker som rör neutroner och materia, som är väl kända.
Med tanke på den infrastruktur som krävs för att producera denna energi i stor skala är det dock osannolikt att fusionstekniken kommer att ge ett betydande bidrag till att uppnå noll nettoutsläpp av koldioxid till 2050. För detta krävs att flera tekniska hinder övervinns och att den ekonomiska genomförbarheten för denna form av energiproduktion fortfarande måste visas.
Tillhandahållet av Princeton Plasma Physics Laboratory
