Inertia forkorter produktionen af fusionsbrændstof fra en uge til få timer

I laserbaseret fusion er brændstofkapslen ikke en lille, udskiftelig detalje. Den er en af teknologiens vanskeligste komponenter at fremstille. Inertia Enterprises siger, at virksomheden har gentænkt processen med at fylde kapslen og danne det frosne brændstoflag, så en komplet kapsel med deuterium og tritium kan fremstilles på cirka to til tre timer. Selve krystalvæksten tager omkring 30 minutter i stedet for op mod en uge på National Ignition Facility, NIF. 135

Det vigtige ved nyheden er først og fremmest industrielt – ikke, at der er tale om et nyt fusionsforsøg. Inertia forsøger at gøre de meget langsomme og specialfremstillede kapsler fra NIF til et produkt, der på sigt kan fremstilles løbende på en fabrik. Virksomheden har ikke offentligt beskrevet alle tekniske detaljer, og der er ikke tale om en uafhængigt verificeret demonstration af produktion i kommerciel skala. Det bedst dokumenterede resultat er derfor den oplyste reduktion i produktionstiden.

Hvorfor er kapslerne så svære at fremstille?

En laserfusionskapsel består af en kugleformet diamantskal med D-T-gas indeni og et nøje formet lag af frosset deuterium-tritium-brændstof. Kapslen placeres derefter i et guldbelagt kammer, en såkaldt hohlraum, som omdanner laserenergien til røntgenstråling. Røntgenstrålingen komprimerer brændstoffet og skal få fusionen til at antændes. 17

Lagene skal være ekstremt ensartede, og formen skal ligge meget tæt på en perfekt kugle. Selv små afvigelser kan forstyrre implosionen og forhindre antændelse. 17

På NIF kan fremstillingen af en sådan kapsel tage en uge eller mere og koste en mindre formue. NIF fremstiller kapsler til forskningsforsøg – ikke den konstante strøm af mål, som et kraftværk ville have brug for. 1

Hvad siger Inertia, at virksomheden har ændret?

Ifølge Inertia er gennembruddet en omlægning af de dele af processen, der normalt tager længst tid: påfyldningen af kapslen og dannelsen af den ensartede, frosne brændstofkrystal. Virksomheden siger, at krystalvæksten nu tager omkring 30 minutter, mens hele cyklussen for en kapsel tager cirka to til tre timer. 35

Det betyder ikke, at præcisionen i kapslerne pludselig er ligegyldig. Inertias tilgang er i stedet at kombinere hurtigere fremstilling med et system, der kan håndtere større variationer end det eksperimentelle NIF-setup. Startupvirksomheden planlægger en laser, der skal være omkring fire gange kraftigere end NIF's, og mener, at den ekstra effekt kan give større sikkerhedsmargin over for små uregelmæssigheder i kapslerne. 39

Skellet er vigtigt: En hurtigere kapsel er kun værdifuld, hvis den stadig fungerer efter den fysik, der kræves for en implosion med mulighed for antændelse. Inertia forsøger altså at sænke kravene til fremstillingstid og perfektion uden at opgive den grundlæggende kapselkonstruktion, som ligger bag NIF's resultater. 1

Derfor er hastigheden afgørende for kommerciel fusion

Et laserfusionskraftværk skulle bruge brændstofkapsler i et helt andet tempo end et forskningsanlæg. Inertias plan for et fuldskalaanlæg bygger på omkring 10 kapsler i sekundet. Det gør ensartet produktion med høj kapacitet lige så central som laseren og reaktionskammeret. 13

En produktionstid på to til tre timer dokumenterer dog ikke i sig selv, at en fabrik kan levere 10 kapsler i sekundet. Men den angriber en grundlæggende flaskehals: Et kraftværk, der skal skyde gentagne gange for at producere elektricitet, kan ikke basere sig på håndlavede kapsler, som hver tager en uge at fremstille.

Hurtigere produktion kan også begrænse den mængde tritium, der er bundet i kapsler under fremstilling eller i venteposition. Tritium er radioaktivt og meget sjældent, så kortere gennemløbstid og mindre lagerbinding vil være værdifuldt for både brændstofhåndtering og kraftværkets økonomi. De tilgængelige oplysninger dokumenterer dog ikke en konkret reduktion af Inertias tritiumlager; det er en begrundelse for, hvorfor teknologien kan være relevant for kommercialisering. 11

Et vigtigt skridt – men ikke et færdigt kraftværk

Inertias melding adresserer ét af hullerne mellem NIF's fusionsforsøg og et kommercielt system: hvordan man fremstiller målskud hurtigt og ensartet nok til industriel drift. Den viser ikke, at virksomheden har løst de øvrige udfordringer ved et kraftværk, blandt andet vedvarende gentagelse, systemets samlede energieffektivitet, levering af kapsler, brændstofforsyning og rentabel elproduktion.

Den mest præcise konklusion er derfor ikke, at kommerciel fusion er ankommet. Inertia siger, at virksomheden har gjort en nødvendig komponent langt hurtigere at fremstille. Hvis resultatet kan skaleres uden at forringe den fusionsrelevante ydeevne, kan det gøre NIF-tilgangen mere forenelig med fabriksproduktion. Virksomheden beskriver selv brændstofpåfyldning som én af flere tilbageværende barrierer på vejen mod et kommercielt kraftværk. 15