Just nu pågår ett av världens mest spännande projekt (efter Internationella rymdstationen), tillika jordens mest avancerade ingenjörsprojekt. Den 28 juli i år invigde den franske presidenten Macron en experimentell vätekraftsreaktor som har potential att lösa världens energiproblem. Macron förutsåg ”a promise for peace”. Kinas president Xi Jinping menar att projektet är ett av de viktigaste internationella vetenskapliga samarbetena för att utveckla fredlig fusionsenergi.

Det handlar om väte/fusionskraft. Denna producerar inga utsläpp av växthusgaser och avger endast helium som avgas. Det finns ingen risk för härdsmälta eller avfall och det finns tillräckligt med fusionsbränsle (havsvatten) för att driva planeten i hundratals år.

ITER – International Thermonuclear Experiment Reactor – som projektet kallas, ligger i Cadarache, nordväst om Aix-en-Provence i södra Frankrike. Det är världens största testanläggning för att producera fossil- och koldioxidfri el-energi med vanligt vatten som råvara. Framtidens energi skulle kunna bli så billig att vartenda land i världen blir helt självförsörjande.

ITER bygger på ett samarbete mellan sju parter; EU, USA, Japan, Kina, Indien, Ryssland och Sydkorea. Tillsammans representerar dessa tre kontinenter, halva jordens befolkning och 85 procent av jordens BNP. Kostnaderna är uppskattade till mer än 20 miljarder Euro. I centrum av anläggningen ligger en så kallad tokamak – det ryska namnet på en ringformad, magnetisk behållare som producerar fusionskraft. Processen handlar, i likhet med kärnkraft, om att utvinna energi ur atomkärnor. Den stora fördelen är att det inte blir något långlivat radioaktivt avfall kvar att ta hand om. Metoden bygger på samma energiprincip som i solen, nämligen att små atomkärnor smälter samman och blir tyngre kärnor. De nya kärnorna väger mindre än de ursprungliga gjorde tillsammans och det är denna mellanskillnad i massa som blir till energi.

Målet för ITER är att lyckas producera tio gånger så mycket energi som det går åt för att värma upp reaktorn till 150 miljoner grader. Ännu har dock ingen fusionsreaktor i världen ens lyckats producera mer energi än vad som går åt för att skapa de enorma temperaturer som krävs. Jet (Joint European Torus) i Storbritannien har nästan lyckats, men har ännu en bit kvar .

När ITER sätts i gång så drar den fyra procent av landets elförbrukning.

Det avgörande är om det går att åstadkomma tillräckligt stora och starka magnetfält som stänger inne plasmat och hindrar det från att komma i kontakt med de mer värmekänsliga väggarna i tokamaken. För att atomkärnorna inte ska stöta bort varandra utan smälta samman krävs en mycket hög hastighet, det vill säga hög temperatur. När bränslet hettas upp till 150 miljoner grader bildar fusionsbränslet ett plasma, en joniserad gas, där elektronerna inte längre är bundna till atomkärnorna. Detta sker genom uppvärmning i ett ringformat magnetfält och när de olika partiklarna kolliderar med bränslet i inneslutningen smälter atomkärnorna samman och blir till energi.

Till skillnad från kärnkraft, som bygger på att tunga atomer klyvs (fission), är fusionskraft ett betydligt säkrare alternativ. Om något går fel i en reaktor avstannar helt enkelt processen och det blir kallt. Det finns ingen risk för att omgivningen drabbas, som vid en kärnkraftsolycka.

Så här ser fusionsreaktorns arbetscykel ut (ungefär som en dieselmotor). Takt ett: bränsle (deuterium som finns i vanligt havsvatten och små mängder tritium som tillverkas av metallen litium) injiceras. Takt två: bränslet hettas upp till ett 150 miljoner grader hett plasma. Takt tre: atomkärnorna i plasmat fusionerar och avger energi som tas upp av värmemanteln och förångar kylvatten. Takt fyra: plasmat kollapsar, varefter plasmakammaren töms på ”aska” (helium). Så kan processen starta på nytt. Fusionsreaktorn kräver en mängd hjälpsystem för att fungera, som extremt kraftiga magneter för att hålla det heta plasmat på plats. Magneterna består av supraledande spolar. För att de ska bli supraledande måste de kylas ner till 4 K, –269 °C. Ett stort tekniskt problem är sålunda att vissa delar av ”maskinen” ska ha en temperatur nära absoluta nollpunkten, medan andra delar, på bara några meters avstånd, ska vara hetare en solens innandöme.

Kommer ITER att fungera? Troligtvis, säger experterna. Men ITER är inte avsedd för elproduktion, utan är bara en försöksanläggning. Nästa generation forskningsreaktor, som kallas Demo, planeras redan nu för att klara mer kontinuerlig fusion. Den kommer att bli ännu större än Iter. Omkring 2050 får vi se ett kommersiellt fusionskraftverk i drift.

Alla är dock inte lika positiva till fusionskraften. Trots att fusionsenergi har potential att bli en energikälla som i framtiden kan ersätta dagens fossila bränslen så jublar inte miljörörelsen, de protesterar mot hela ITER-projektet och kräver att det läggs ned (bland annat på grund av kostnaderna).

Med tanke på dagens diskussioner om klimatförändringar, fossila bränslen och alternativa energikällor bör vi höja blicken och se vad framtiden kan ha i sitt sköte. Kanske kan fusionskraften bli lösningen på jordens energibehov.