tisdag 16 juni 2009

Del 4: Fusion till verklighet

Som de flest av er kanske redan vet finns fusionskraft och har funnits sedan 50-talet i form av kärnvapen. En vanlig missuppfattning är att de behövs en fissionsbomb för att spränga en fusionsbomb. Orsaken att man använder en fissionsbomb är för att öka sprängkraften, inte för att det är nödvändigt. Det är även fissionsbomben som är orsaken till nerfallet från konventionella kärnvapen.

Under 50 och 60-talet experimenterades med att använda kärnladdningar i civilt syfte. Bland annat grävde man en djuphavshamn i Alaska med hjälp av kärnladdningar. Men på grund av den begränsade tekniken vid tidpunkten blev nedfallet mycket högt.

Idag kan de låta som ett absurt sätt att gräva en hamn. Men faktum är att den gängse uppfattningen om nedfall från kärnvapen är till stor del baserat på de här experimentet. I samma era föreslogs att man skulle skapa energi genom att spränga ett "rent" kärnexplosion och utnyttja bakgrunds värmen. En sådan lösning skulle troligen bli både kostnadseffektiv och relativt strålningsfri, nu är sätter dock politiken gränser för en sådan lösning.

Till skillnad från fission är den kritiska massan för fusion närmast mikroskopisk. Man kan därför göra expositionen likvärdigt i relativa termer mikroskopisk.

Det är på detta sätt som ITER reaktorn fungerar. Denna metod är betydligt säkrare än vad den verkar. Eftersom man bara har bränsle för varje enskild explosion i processen i taget så finns de ingen risk för en större explosion. Bränslet produceras i samma hastighet som de förbrukas.
Problemet här är att storleken på explosionen påverkar inte priset på anläggningen. Detta gör att en anläggning blir mer ekonomisk ju större den är. I praktiken resulterar det att i ett land i storlek med Sverige så finns de bara möjlighet att ha storleken med en anläggning.

Detta medför två stora problem. Dels betyder det att man får mycket svårt att serva anläggningen, eftersom man inte kan stänga av den. Det andra problemet är stabilitet.

Lösningen på problemet är redundans.

Alla delar som inte påverkas av skalningen drar man ner i storlek och ökar i antalet. De grå/svarta rektanglarna skall likna ångturbiner, eller ångturbin hallar. I stället för att ha en enorm har man flera mindre, förslagsvis 8. Om en turbin går sönder eller behöver servas, inget problem. Centralt ligger fusionskammaren, från denna går ånga till respekive turbin. Om fusionskammaren behöver stängas ner för service så finns två enorma konventionella bränkamrar. Dessa är inte till för att ersätta effekten från fusionskammaren vid nerstänignangar, utan snarare till för att användas vid effekttoppar vid nerstägningar, ren tillförsel av maxeffekt. De kan även användas för att fasa in kraftverket på elnätet eftersom en så stor kraftproducent måste fasas in på nätet försiktigt.
För att snabbt tillföra effekt på nätet vid exempelvis nödstopp kan man använda ett större saltlager som laddas via rekatorn vid drift.

Sverige är teoretiskt sett för litet för en fusionsreaktor, iaf i de dimentioner man räknar med att bygga dem när de kommer ut. Men för att kunna använda en fusionsreaktor alls måste man på något sätt dela upp den enorma effekten i bitar.

Det som troligen är de största hindret mot fusionskraft innom den närmaste framtiden är troligen varken teknsika, politiska eller praktiska, utan snarare ekonomiska. Att bygga en fusionsreaktor kan i sig vara ekonomiskt lönsamt. Problemet är att för de elföretag som gör det betyder det i förlängingen ekonomiskt sjävmord eftersom de underminera sin möjlighet att sälja annan potensielt sett dyrare kraft.