Lockheed Martin utlovar fusionsgenombrott

Efter att forskare världen runt i mer än 60 år drömt om att tämja fusionskraften, den nära outtömliga energikälla som driver solen, gör nu det amerikanska företaget Lockheed Martin det djärva uttalandet att de inom 10 år kommer att kunna leverera kompakta fusionsreaktorer, som inte är större än en lastbil och som kan förse allt ifrån ett krigsfartyg till en stad på 100 000 invånare med energi.

Lockheed Martins avdelning för avancerad forskning och utveckling, som går under namnet Skunk Works, ligger bland annat bakom flera revolutionerande innovationer inom flygteknik, som höghöjdsspionplanet U-2 och stealthflygplanet F-117 Nighthawk. Nu har Skunk Works ställt in siktet på att lösa världens energiproblem genom att hämta inspiration från solen.

- Fusion är den process genom vilken solen fungerar. Vårt koncept imiterar den processen inuti en kompakt magnetisk behållare och frigör energi på ett kontrollerat sätt för att producera kraft vi kan använda, utlovar Lockheed Martin.

Ny atomålderDå atomåldern tog fart på allvar för dryga 50 år sedan var man eld och lågor över den nyligen upptäckta kärnkraften, som sågs som en revolutionerande energikälla som skulle förändra världen. Det handlade då om fission, det vill säga klyvning av atomkärnor. Även om fissionskraften är en potent energikälla som fortfarande används i dagens kärnkraftverk gjorde dess begränsningar emellertid att den förväntade revolutionen aldrig riktigt blev av. Nu vill Lockheed Martin med hjälp av fusionskraften, som är både renare och säkrare, starta en ny atomålder.

- Om en gas hettas upp separeras den till slut i joner och elektroner. När jonerna får tillräckligt hög temperatur kan de övervinna den bortstötande kraft som finns mellan dem och kollidera och slås samman. När de gör detta frigör de stora mängder energi, förklarar Thomas McGuire, projektledare för Skunk Works kompakta fusionsprojekt.

Faktum är att en fusionsreaktion frigör omkring en miljon gånger mer energi än en kemisk reaktion och tre till fyra gånger så mycket energi som en fissionsreaktion, vilket innebär att mängden bränsle som går åt är mycket liten.

För att kontrollera reaktionen placerar de den enligt McGuire i en magnetisk flaska, som kan innesluta de temperaturer på hundratals miljoner grader som krävs. De kan sedan under kontrollerade former frigöra energin.

Mindre är bättreDet fusionskoncept som utvecklas av Skunk Works bygger vidare på tidigare fusionsforskning, men är till skillnad från de flesta andra moderna fusionsexperiment betydligt mer kompakt.

- Vårt kompakta fusionskoncept kombinerar flera alternativa metoder för magnetisk inneslutning och genom att ta de bästa delarna från varje metod kan storleken minskas med 90 procent jämfört med tidigare koncept, säger McGuire.

Den dramatiska nedskalningen av reaktorns storlek är enligt McGuire möjlig tack vare att deras metod utnyttjar en stor andel av de kraftfulla magnetfältens magnetiska tryck.

- Istället för någonting i storlek med en byggnad har vi någonting i storlek med en stor lastbil, säger McGuire.

McGuire menar också att det är den lilla storleken som är nyckeln till projektets optimistiska tidsplan.

- Den mindre storleken kommer att låta oss designa, bygga och testa den kompakta fusionsreaktorn på mindre än ett år, förutspår McGuire.

Efter ett antal cykler av det här slaget förväntar sig McGuire sedan att de ska kunna ha en prototyp färdig om fem år och en leveransklar reaktor om mindre än tio år.

Atomer för fredLockheed Martin, som trots allt är världens största försvarsleverantör, planerar i första hand att använda sina kompakta fusionsreaktorer för att bygga överlägsna militärfordon. De är emellertid inte bara intresserade av fusionskraftens revolutionerande militära tillämpningar utan ser också en möjlighet att ge världen obegränsad tillgång till ren och billig energi, vilket enligt McGuire skulle öka den globala säkerheten.

- Det gamla löftet om atomer för fred var ädelt, men i slutändan bristfälligt eftersom tekniken inte var rätt för det. Vi kan uppnå den storslagna visionen och ge världen ren energi, säger McGuire.

Tack vare att de är så små kommer kompakta reaktorer på 100 megawatt, vilket är tillräckligt för att försörja en stad på upp till 100 000 invånare med elektricitet, att kunna tillverkas i en fabrik och sedan levereras dit de behövs.

Eftersom företagets kompakta fusionsreaktorer kommer att vara fria från utsläpp, säkra att använda och inte kommer att bidra till spridningen av material och teknik som kan användas i kärnvapen menar McGuire dessutom att de med gott samvete kan leverera dem till hela världen.

Inledningsvis vill Lockheed Martin genom partnerskap med företag i energibranschen också utnyttja befintlig infrastuktur i form av kraftverk med gasturbiner, som redan står för 40 gigawatt av världens energiproduktion.

Tanken är att gasturbinerna ska modifieras för att generera elektricitet med hjälp av värmeenergi från en kompakt fusionsreaktor istället för att behöva förbränna gas.

Våga för att vinnaSkunk Works, som är vana vid topphemliga militära projekt, är även i det här fallet hemlighetsfulla och det har släppts mycket få detaljer om vilka genombrott som gjorts för att göra deras kompakta fusionsreaktor möjlig. Inga forskningsresultat har heller offentliggjorts. Enligt Lockheed Martin har företaget emellertid flera patent på gång.

Den enda anledningen till att Skunk Works nu väljer att avslöja så mycket som de gör är att de letar efter fler partners inom industrin och forskningsvärlden, som kan hjälpa till att vidareutveckla tekniken ännu fortare.

Med tanke på att stora internationella fusionsprojekt som ITER har en betydligt mer konservativ tidsplan än Lockheed Martins privata fusionssatsning och att informationen om den vetenskapliga forskning som ligger till grund för företagets djärva anspråk är mycket begränsad är det förståeligt att många är skeptiska till att de kommer att kunna hålla vad de lovar.

Lockheed Martins tidigare meriter gör emellertid att företaget måste anses vara mer trovärdigt än många andra som tidigare påstått sig ha knäckt fusionens gåta.

Lockheed Martin medger också att projektets framgång är långt ifrån garanterad.

- När man ägnar sig åt plasmafysik lär man sig alltid någonting nytt. Det är därför detta är ett försök med stor risk och stor belöning, säger McGuire, som menar att det de nu ägnar sig åt är att testa konceptet för att se om det är lika lovande som det ser ut att vara.