Hvad er fusionsenergi?
Fusionsenergi er ekstraktion af energi fra bindinger mellem partikler i atomkernerne ved at smelte disse kerner sammen. For at få mest mulig energi skal der bruges lette elementer og isotoper som brint, deuterium, tritium og helium, skønt hvert element med et atomnummer lavere end jern kan producere nettoenergi, når det smeltes sammen. Fusion er i modsætning til fission, den proces, hvorved energi genereres ved at nedbryde tunge kerner som uran eller plutonium. Begge betragtes som kernenergi, men fission er lettere og bedre udviklet. Alle nutidige atomkraftværker opererer baseret på fissionsenergi, men mange forskere er håbefulde for, at et kraftværk baseret på fusionsenergi vil blive udviklet inden 2050.
Der er atombomber baseret på både fissionsenergi og fusionsenergi. Konventionelle A-bomber er baseret på fission, mens H-bomber eller hydrogenbomber 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 fission "booster" for at nå den krævede temperatur til nuklear fusion, hvilket er ca. 20 millioner grader Kelvin. I en H-bombe omdannes cirka 1% af reaktionsmassen direkte til energi.
Fusionsenergi, ikke fission, er den energi, der styrker solen og producerer al dens varme og lys. I midten af Solen omdannes cirka 4,26 millioner ton brint pr. Sekund til energi, hvorved der produceres 383 yottawatts (3,83 × 10 26 W) eller 9,15 × 10 10 megaton TNT per sekund. Dette lyder som meget, men det er faktisk ganske mildt under hensyntagen til solens samlede masse og volumen. Hastigheden for energiproduktion i Solens kerne er kun ca. 0,3 W / m 3 (watt pr. Kubikmeter), mere end en million gange svagere end energiproduktionen, der finder sted i en glødetråd. 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 på at udnytte fusionsenergi til menneskets behov, men dette er vanskeligt på grund af de høje temperaturer og det involverede pres. Ved hjælp af fusionsenergi kan en brændstofenhed på størrelse med et lille kugleleje producere lige så meget energi som en tønde benzin. Desværre har alle forsøg på fusionskraftproduktion fra 2008 forbrugt mere energi, end de har produceret. Der er to grundlæggende tilgange - brug et magnetfelt til at komprimere et plasma til den kritiske temperatur (magnetisk indeslutningssammensmeltning), eller brandlasere på et mål så intens, at de opvarmer det forbi den kritiske tærskelværdi for fusion (inertial indeslutningssmeltning). Begge disse tilgange har modtaget betydelig finansiering, idet National Ignition Facility (NIF) forsøgte inertial indeslutningssammensmeltning og kom online i 2010, og den internationale termonukleære eksperimentelle reaktor (ITER) forsøger magnetisk indeslutningssammensmeltning og kom online i 2018.