Vad är fusionsenergi?

Fusionsenergi är extraktionen av energi från bindningar mellan partiklar i kärnorna i atomer genom att smälta dessa kärnor tillsammans.För att få mest energi måste ljuselement och isotoper som väte, deuterium, tritium och helium användas, även om varje element med ett atomantal lägre än järn kan producera nettoenergi när det smälts.Fusion står i motsats till fission, processen där energi genereras genom att bryta isär tunga kärnor som uran eller plutonium.Båda anses vara kärnenergi, men fission är enklare och bättre utvecklad.Alla dagens kärnkraftverk fungerar baserat på fissionenergi, men många forskare är hoppfulla att ett kraftverk baserat på fusionsenergi kommer att utvecklas före 2050.

Det finns kärnbomber baserade på både fissionenergi och fusionsenergi.Konventionella A-bomber är baserade på fission, medan H-bomber eller vätebomber är baserade på fusion.Fusion omvandlar mer effektivt materia till energi och producerar mer värme och temperatur när processen kanaliseras till en kedjereaktion.Således har H-bomber högre utbyten än A-bomber, i vissa fall mer än 5 000 gånger högre.H-bomber använder en fissionförstärkare för att uppnå den erforderliga temperaturen för kärnfusion, som är ungefär 20 miljoner grader Kelvin.I en H-bomb omvandlas cirka 1% av reaktionsmassan direkt till energi.

Fusionsenergi, inte klyvning, är den energi som driver solen och producerar all sin värme och ljus.I mitten av solen omvandlas cirka 4,26 miljoner ton väte per sekund till energi, vilket producerar 383 yottawatt (3,83 × 10 ²⁶ W) eller 9,15 × 10 ¹⁰ megaton TNT per sekund.Detta låter som mycket, men det är faktiskt ganska milt med hänsyn till solens totala massa och volym.Energiproduktionen i Suns -kärnan är endast cirka 0,3 W/m ³ (watt per kubikmeter), mer än en miljon gånger svagare än energiproduktionen som äger rum i en glödlampafilament.Bara för att kärnan är så enorm, med en diameter motsvarande cirka 20 jordar, genererar den så mycket total energi.

I flera decennier har forskare arbetat för att utnyttja fusionsenergi för människans behov, men detta är svårt eftersomav de höga temperaturerna och trycket.Med hjälp av fusionsenergi kan en bränsleenhet på ett litet kullager producera så mycket energi som ett fat bensin.Tyvärr har alla försök till fusionskraftproduktion från och med 2008 konsumerat mer energi än de har producerat.Det finns två grundläggande tillvägagångssätt - använd ett magnetfält för att komprimera en plasma till den kritiska temperaturen (magnetisk inneslutningsfusion), eller brandlasrar på ett så intensiv mål att de värmer det förbi den kritiska tröskeln för fusion (tröghets inneslutning).Båda dessa tillvägagångssätt har fått betydande finansiering, med National Ignition Facility (NIF) som försöker trögt inneslutningsfusion och kommer online 2010, och den internationella termonukleära experimentella reaktorn (Iter) som försöker magnetisk inneslutning och kommer online 2018.