Energi
Afsløring af sikker og praktisk fusion – Nye indsigter i fanget brændstof
Føj Securities.io til dine foretrukne kilder på Google
Fusion & Brændstofeffektivitet
Kernefusion er potentielt den ultimative grønne energikilde, der ikke producerer farlige biprodukter, radioaktivitet (det eneste “affald” er helium) eller drivhusgasser. Og den kunne drives af et brændstof så rigeligt, at det udgør en betydelig procentdel af hele universet: deuterium, en isotop af hydrogen.
Men dette er også en meget svær at opnå form for energiproduktion. Det kræver, at man på Jorden replikerer forholdene i solens kerne med enorme tryk og titusinder eller hundredtusinder af grader.
Kernefusion er blevet opnået i fysiklaboratorier i årtier, men en netto-energi-positiv fusionsreaktion er endnu ikke nået. Det er, hvad mange kæmper for at opnå, fra det internationale megaprojekt ITER til kommercielle fusionsprojekter som Commonwealth Fusion Systems og Proxima Fusion.
Kommerciel levedygtighed vil afhænge ikke kun af at opnå stabil og energi-positiv plasmagenerering, men også af den generelle effektivitet i processen.
Et åbent spørgsmål er brændstofeffektiviteten. Det er kendt, at deuterium delvist absorberes af væggene i tokamak-fusionsreaktorerne. Forskere ved Princeton University, University of California, University of Tennessee, Sandia National Laboratory og General Atomics arbejder på at finde ud af det.
Kilde: Princeton University
De offentliggjorde deres resultater i Nuclear Materials and Energy1 under titlen “Deuteriumretentionsadfærd af boroniseringsfilm på DIII-D divertoroverfladen”.
Deuterium, Tritium & Fusion
Jo lettere et atom er, desto mere potentiel energi frigives, når det gennemgår kernefusion. Derfor giver det mening, at de fleste kernefusionsprojekter fokuserer på at smelte varianter af hydrogen sammen, hvor den mest populære mulighed er deuterium-tritium-fusion.
Kilde: Nature
Deuterium-deuterium-fusion er også mulig, men af tekniske årsager antages det at være endnu sværere at opnå kommercielt. Derfor planlægger næsten alle kommercielle projekter eller prototyper af kommercielle projekter som ITER at bruge deuterium-tritium som brændstof.
Et problem med tritium er, at det er radioaktivt, i modsætning til deuterium. Så du vil ikke akkumulere for meget tritium i reaktoren, og du vil heller ikke miste overblikket over det. Dette er ikke kun et sikkerhedsproblem, men også et reguleringsspørgsmål.
“Der er meget strenge begrænsninger for, hvor meget tritium der kan være i en enhed på et givet tidspunkt. Hvis du overskrider dette, stopper alt, og licensen fjernes.
Så hvis du vil have en fungerende reaktor, skal du sikre, at din tritiumregnskab er præcis. Hvis du overskrider grænsen, er det en showstopper.”
Alessandro Bortolon – Ledende hovedforskningsfysiker ved PPPL (Princeton Plasma Physics Laboratory)
Deuteriumabsorption
Kernefusionsreaktorers vægge er lavet af grafit og belagt med bor. Boret hjælper med at reducere plasmaforureninger såsom oxygen, kulstof og wolfram.
Kilde: Nuclear Materials and Energy
Det har i et stykke tid været kendt, at disse borbelagte vægge absorberer noget deuterium fra plasmaet. Mekanismen og mængden var dog ikke klare.
For at forstå det udførte de tests på DIII-D, en tokamak-fusionsreaktor hos General Atomics.
De opdagede, at synderen for deuteriumabsorptionen faktisk ikke var bor, men kulstof.
Kilde: Nuclear Materials and Energy
Kulstoffet og boret kan sammen binde så tæt til deuterium, at det ville kræve temperaturer omkring 1.000 grader Fahrenheit for at bryde bindingen, hvilket gør det meget udfordrende at fjerne brændstoffet uden at beskadige fusionssystemet.
“Kulstof skal minimeres. Selvom vi ikke kan bringe det til nul, bruger vi alle midler, vi har, til at reducere mængden af kulstof så meget som muligt.
Vi ønsker at fjerne alt kulstof og have rene wolframvægge for at sikre, at beregningerne er endnu tættere på, hvad der vil blive oplevet i ITER.”
Find Løsninger
Ved at grave dybere fandt forskerne, at eksponering for et plasma med små mængder kulstofforurening signifikant øgede mængden af fanget deuterium.
For hver fem enheder bor fanget i en prøve blev to enheder deuterium fanget.
Fænomenet er også temperaturafhængigt. Over 600.000°K (1 million °F) er deuteriumretentionen begrænset, og væggen frigiver deuterium igen ved 900.000°K.
Dog bør sådanne temperaturer, der berører vægbelægningen, undgås for materialets langsigtede stabilitet, så det er ikke en praktisk løsning at undgå brændstofakkumulering i reaktors vægge.
En mere sandsynlig løsning er at forsøge at begrænse til det absolutte maksimum, at kulstofforureninger kan komme ind i reaktors vægge, noget der indtil nu ikke var kendt som så vigtigt.
Dette vil have en direkte praktisk indvirkning på det endelige design og fremstilling af ITERs reaktors vægge.
“ITER og fremtidige enheder bør være omhyggelige med at minimere C-forurening for at reducere deuteriumretentionen.”
Det er også sandsynligt, at det begrænser den praktiske eller kommercielle levedygtighed af enhver kernefusionsmotor, der bruger grafitfliser på væggene (grafit er lavet af kulstofatomer), som DIII-D-fusionen i dette eksperiment, da dette design sandsynligvis vil akkumulere for meget tritium over tid til at blive godkendt til drift som kraftværk.
Konklusion
Kernefusion bliver gradvist en velforstået teknologi, hvor rekorden for stabil plasmaduration regelmæssigt overgås, den seneste er 22 minutter i et fransk-kinesisk samarbejde.
Med hjælp fra AI er det sandsynligt, at fusion vil blive mere effektiv over tid, indtil nettoenergi opnås.
Efterhånden som teknologien nærmer sig kommercialisering, opstår nye udfordringer, såsom overholdelse af regler om brændstofakkumulering og radioaktivitet, noget eksperimentelle reaktorer har haft mindre bekymring for.
Heldigvis bliver disse problemer også løst, og optimering af materialernes kvalitet, der anvendes i reaktorerne, vil hjælpe.
Kombineret med konstante forbedringer i vores forståelse af superledning, kan dette hjælpe med at gøre vores problemer med at generere grøn energi til en saga fra fortiden inden for de næste 1-2 årtier.
Fusionvirksomheder
I øjeblikket er ingen af de virksomheder, der udelukkende er dedikeret til at gøre kernefusion kommercielt levedygtig, børsnoterede. Disse inkluderer Helion, General Fusion (GFUZ ), Commonwealth Fusion, TEA Technologies, ZAP Energy og NEO Fusion.
Du kan finde en omfattende liste over startups inden for kernefusion på den dedikerede side på Dealroom.
Alligevel har én børsnoteret virksomhed været aktiv inden for fusion, med en omdirigering af sit koncept fra energiproduktion til rumpropulsion: Lockheed Martin (LMT ).
LMT Prisdiagram
En bemærkelsesværdig undtagelse fra de privatnoterede startups, der dominerer feltet, er det børsnoterede selskab Lockheed Martin Corporation, en gigant inden for forsvarsindustrien.
Lockheed har arbejdet siden begyndelsen af 2010’erne på Compact Fusion, en kernefusionsreaktor, der forventes at være klar i 2020’erne. Det er dog siden blevet annonceret, at arbejdet på projektet blev stoppet i 2021.
Selskabet har været meget diskret om dette projekt siden den offentlige meddelelse i 2021. Indtil i dag er det uklart, hvad der kunne have fået selskabet til at opgive idéen.
Samtidig ser det ud til, at det ikke helt har opgivet konceptet, især med investeringer i 2024 i Helicity, en startup der udvikler en fusionsmotor.
Ideen er at drive rumfartøjer med korte fusionsudbrud. Helicity planlægger at bruge en plasmavåben, samme tilgang som General Fusion. Potentielt har Lockheeds interne resultater vist, at deres design ikke kunne opretholde fusion på en måde, der er kompatibel med energiproduktion.
Men måske er korte udbrud tilstrækkelige til behovet for fremdrift i rummet og meget tættere på at blive et egentligt produkt? Det ville også passe bedre til virksomhedens overordnede luft- og rumfarts- og forsvarsorienterede profil.
Udover fusionsprojekter er Lockheed Martin en af verdens største luft- og rumfarts- og forsvarsvirksomheder, som vi dækkede i detaljer i november 2025 i “Lockheed Martin (LMT) Spotlight: En leder inden for forsvar og luft- og rumfart”.
Kort sagt er dette selskabet bag fly som Black Hawk-helikoptere eller F-16, samt avanceret udstyr som F-35, flyvende radarfly eller logistikfly som C-5 Galaxy og C-130J Super Hercules.
Kilde: Lockheed Martin
Det er også producenten af nogle af USAs militærs vigtigste missilsystemer som JAASM, Javelin, ATACMS og HIMARS, i ekstremt høj efterspørgsel efter udtømning af lagre på grund af konflikten i Ukraine.
Lockheed er hovedentreprenøren for design, udvikling, test og produktion af Orion-rymdfartøjet, som måske er den mindst kontroversielle del af hele Artemis-programmet.
Selskabet er aktivt i andre rumprogrammer, såsom GOES-R vejr‑satellitter, indsamling af asteroideprøver via OSIRIS‑REx, Jupiter‑sonde JUNO, en bærbar strålingsbeskyttelsesvest AstroRad,
Samlet set, fra nøglesystemer inden for militæret til lige så vigtige rum- og kernefusionsprogrammer, er Lockheed Martin i spidsen for amerikansk innovation og ser ud til at have holdt sin kant langt skarpere end mange af sine store forsvarsentreprenør‑konkurrenter.
Seneste om Lockheed Martin Corporation
Studierreferencer:
1. Shota Abe et al. (2025) “Deuteriumretentionsadfærd af boroniseringsfilm på DIII-D divertoroverfladen”. Nuclear Materials and Energy Volume 42, marts 2025, 101855.
