Hvad er fusionsenergi?

Fusionsenergi er ekstraktionen af energi fra bindinger mellem partikler i kerne af atomer ved at smelte sammen disse kerner sammen.For at få de mest energi skal lette elementer og isotoper som brint, deuterium, tritium og helium anvendes, skønt ethvert element med et atomnummer, der er lavere end jern, kan producere nettoenergi, når det smeltes.Fusion er i modsætning til fission, processen, hvorved energi genereres ved at bryde tunge kerner som uran eller plutonium.Begge anses for at være atomenergi, men fission er lettere og bedre udviklet.Alle nutidige kernekraftværker fungerer baseret på fissionsenergi, men mange forskere er håbefulde, at der vil blive udviklet et kraftværk baseret på fusionsenergi før 2050.

Der er atombomber baseret på både fissionsenergi og fusionsenergi.Konventionelle A-bomber er baseret på fission, mens H-bomber eller brintbomber er baseret på fusion.Fusion omdanner mere effektivt stof til energi og producerer mere varme og temperatur, når processen kanaliseres til en kædereaktion.Således har H-bomber højere udbytter end A-bomber, i nogle tilfælde mere end 5.000 gange højere.H-bomber bruger en fissionsforstærker til at opnå den krævede temperatur til nuklear fusion, hvilket er ca. 20 millioner grader Kelvin.I en H-bombe omdannes ca. 1% af reaktionsmassen direkte til energi.

Fusionsenergi, ikke fission, er den energi, der driver solen og producerer al sin varme og lys.I midten af solen omdannes ca. 4,26 millioner ton brint pr. Sekund til energi, hvilket producerer 383 Yottawatts (3,83 × 10 ²⁶ W) eller 9,15 × 10 ¹⁰ megatons af TNT pr. Sekund.Dette lyder meget, men det er faktisk ganske mildt under hensyntagen til solens samlede masse og volumen.Hastigheden for energiproduktion i Suns -kernen er kun ca. 0,3 W/M ³ (Watts pr. Kubikmeter), mere end en million gange svagere end energiproduktionen, der finder sted i en pærefilament.Kun fordi kernen er så enorm, med en diameter svarende til ca. 20 jordarter, genererer den så meget total energi.

I flere årtier har forskere arbejdet for at udnytte fusionsenergi til menneskets behov, men dette er vanskeligt fordiaf de høje temperaturer og tryk på involveret.Ved hjælp af fusionsenergi kan en enhed med brændstof på størrelse med en lille kugleleje producere så meget energi som en tønde benzin.Desværre har alle forsøg på fusionskraftproduktion fra 2008 fortæret mere energi, end de har produceret.Der er to grundlæggende tilgange - brug et magnetfelt til at komprimere et plasma til den kritiske temperatur (magnetisk indeslutningsfusion) eller brandlasere ved et mål, der er så intens, at de opvarmer det forbi den kritiske tærskel for fusion (inertial indeslutningsfusion).Begge disse tilgange har modtaget betydelig finansiering, hvor National Ignition Facility (NIF) prøver på inertial indeslutningsfusion og kommer online i 2010, og den internationale termonukleære eksperimentelle reaktor (ITER), der prøver på magnetisk indeslutning og kommer online i 2018.