Ny metod tar tempen på fusionsreaktorn

För att fusionskraften ska bli kommersiellt gångbar krävs bättre sätt att mäta temperaturen och effekten i en fusionsreaktor. Henrik Sjöstrand visar i sin avhandling en ny metod för detta. Han lägger fram sin avhandling 24 oktober vid Uppsala universitet.

Två av de viktigaste parametrarna i en fusionsreaktor är förbränningsintensiteten som styr hur mycket energi reaktorn producerar, samt bränslets temperatur. Det krävs bättre och exaktare kunskaper om dessa för att fusionsenergin ska kunna ta steget från vision till verklighet.

- I en bilmotor bestämmer trycket och temperaturen bilmotorns effekt, berättar Henrik Sjöstrand vid institutionen för fysik och astronomi vid Uppsala universitet. På liknande sätt är det med ett fusionskraftverk. För att kunna förstå förbränningsprocessen måste vi kunna mäta tryck, temperatur och effekt.

Henrik Sjöstrand presenterar i sin avhandling en förbättrad metod att mäta de extremt höga temperaturerna och reaktionshastigheten i fusionsplasmat.

Bränslet måste vara flera hundra miljoner grader för att "tända", vilket gör det väldigt svårt att hantera.

- Det går inte att föra in en vanlig termometer i bränslet. Den skulle omedelbart förstöras och förorena bränslet. Vi måste alltså kunna mäta bränslets egenskaper på distans.

Ett sätt att göra det är att studera de elektriskt oladdade neutronerna som kommer från fusionsreaktionerna. De tar med sig viktig information om förbränningsprocessen.

Ett prototypinstrument installerades 1996 på den europeiska experimentreaktorn JET, Joint European Torus. Det instrumentet studerar neutronerna från deuterium-tritium reaktioner. Henrik Sjöstrand har tillsammans med kollegor uppgraderat instrument för att det även ska kunna användas till de vanligare deuteriumexperimenten.

- Framtida fusionsreaktorer kommer att köras på deuterium och tritium. Men deuterium är billigare än tritium, och dessutom är det till skillnad från tritium inte radioaktivt. Därför vill man göra så många experiment som möjligt med bara deuterium. Det betyder att experiment med bara deuterium är enklare att göra och de kan ge information om mycket av fysiken i en reaktor.

Henrik Sjöstrand har också utvecklat en metod för att bestämma den totala neutronproduktionen och därigenom fusionseffekten och bränslets sammansättning.

- Detta är absolut nödvändigt för driften av ett fusionskraftverk. Med det nya instrumentet kan vi även se hur bränslet hettas upp, vi kan exempelvis mäta hur effektiv uppvärmningen med mikrovågor har varit.

För mer information, kontakta Henrik Sjöstrand på 0733-13 04 66 eller henrik.sjostrand@tsl.uu.se.