Kinas gigantmagnet kan bringe fusjonskraft nærmere: 582 tonn med «kunstig sol»

Målet er å vise at fusjon kan brukes til å produsere elektrisitet. Kina har satt seg som mål å demonstrere fusjonsgenerert strøm rundt 2030 .

En magnet på størrelse med et bygg

Den rekordstore magneten er en D-formet toroidalfeltspole. I en tokamak, en type fusjonsreaktor, skal slike magneter lage et kraftig magnetfelt som holder det ekstremt varme plasmaet borte fra reaktorveggene.

De viktigste tallene er:

• Vekt: 582 tonn
• Mål: 21 meter lang, 12 meter bred og 3,3 meter høy
• Strøm under testing: 60 kiloampere
• Lagret energi: 6,03 megajoule per spole
• Magnetfelt: Omtrent 6,5 tesla – rundt to til fire ganger sterkere enn feltet i en sykehus-MR
• Plasmaet den skal holde fanget: Over 100 millioner grader celsius, omtrent seks ganger varmere enn Solens kjerne
• Forventet levetid: Omtrent 40 000 plasmapulser

Til slutt skal 16 slike D-formede spoler settes sammen rundt BEST-reaktoren for å danne det toroidale magnetfeltet .

Større enn ITERs tilsvarende magneter

Sammenlignet med magnetene som utvikles til det internasjonale fusjonsprosjektet ITER, har den kinesiske spolen 1,3 ganger større volum og kan lagre omtrent tre ganger så mye energi .

Det betyr likevel ikke at BEST blir en større maskin enn ITER totalt. ITER har en hovedradius på rundt 6,2 meter, mens BEST har en hovedradius på 3,6 meter . BEST er i stedet ment som et mellomsteg mellom Kinas eksisterende EAST-reaktor og den langt større China Fusion Engineering Test Reactor (CFETR).

Når BEST står ferdig, er planen at den skal bli verdens største operative deuterium-tritium-tokamak før ITER . Deuterium og tritium er to hydrogenisotoper som brukes som brensel i den typen fusjon reaktoren skal undersøke.

Den andre nøkkelkomponenten: en «tenner»

Samtidig besto en modellspole for en sentral solenoid de endelige testene under CRAFT-programmet . CRAFT står for Comprehensive Research Facility for Fusion Technology og er et nasjonalt forskningsanlegg i Hefei for utvikling og testing av teknologi til fremtidige fusjonsreaktorer .

Den sentrale solenoiden har en annen oppgave enn toroidalfeltmagneten. Den fungerer som en slags «tenner» ved å indusere og opprettholde strømmen i plasmaet. Forskere ved Institute of Plasma Physics har derfor beskrevet den som avgjørende for om fusjonsanlegget kan startes og holdes i gang .

Seks år med egenutviklet teknologi

Utviklingen av magnetene tok omtrent seks år . Ifølge forskningsmiljøene ble superledende materialer, konstruksjoner og produksjonsprosesser utviklet og produsert i Kina. Alle de sentrale teknologiene skal ha nådd full innenlandsk produksjon .

CRAFT-anlegget ble bygget nettopp for å utvikle og teste komponenter i full størrelse før de installeres i BEST. På den måten fungerer prosjektet som en teknologisk prøvebenk for større fremtidige anlegg, blant annet CFETR .

Planen frem mot 2030

Kinas tidsplan er ambisiøs:

• Byggestart for BEST: 30. juni 2023
• Planlagt ferdigstillelse: Innen utgangen av 2027
• Første plasma: Ventet mot slutten av 2027
• Første demonstrasjon av fusjonsstrøm: Rundt 2030
• Neste trinn: CFETR er omtalt som et større anlegg som kan bli operativt rundt 2030, mens kommersielle fusjonskraftverk koblet til strømnettet først er et mål for senere tiår

Uttrykket «den første fusjonsdrevne lampen» brukes ofte om 2030-målet. Det vil i så fall være en demonstrasjon av at fusjonsreaksjonen kan bidra til strømproduksjon – ikke at kommersielle fusjonskraftverk allerede er klare.

Ifølge The Economist kan tidsplanen plassere Kina rundt ti år foran andre land i jakten på fusjonsenergi .