Tema

Ultra-tätt deuterium kan bli framtidens kärnbränsle

Ett material som är hundratusen gånger tyngre än vatten och tätare än materian i solens kärna framställs just nu vid Göteborgs universitet. I sikte har forskarna en energiprocess som är både uthålligare och miljövänligare än dagens kärnkraft.

Tänk dig ett material så tungt att en kub med tio centimeter breda sidor väger 130 ton, och med en täthet betydligt större än materian i solens mitt. Ett sådant material framställs och studeras nu av forskarna vid Atmosfärsvetenskap vid Institutionen för kemi, Göteborgs universitet.

Än så länge har enbart mikroskopiska mängder av det nya materialet tillverkats. Men nya mätningar, som nu publicerats i två vetenskapliga tidsskrifter, visar att avståndet mellan atomerna i det framtagna materialet är mycket mindre än för vanliga material. Forskarna är därmed på väg mot en kommersiell användning av materialet , tror Leif Holmlid, professor vid Institutionen för kemi.

Materialet tillverkas av tungt väte, så kallat deuterium, och kallas därför för ultra-tätt deuterium. Ultra-tätt deuterium tros spela en roll då stjärnor bildas, och finns förmodligen i jätteplaneter som Jupiter. Vad är då poängen med detta supertunga material?

–En viktig motivering för vår forskning är att ultra-tätt deuterium kan vara ett mycket effektivt bränsle för laserdriven kärnfusion. Med intensiva lasrar kan man åstadkomma en kärnfusion mellan deuteriumkärnor, vilket gör det möjligt att utvinna stora mängder energi, säger Leif Holmlid.

Lasertekniken har länge testats på fruset deuterium, så kallad deuterium-is, men med klent resultat. Det har nämligen visat sig svårt att komprimera deuterium-is så mycket att det når den höga temperatur som krävs för att tända fusionen. Ultra-tätt deuterium är en million gånger tätare än fruset deuterium, vilket gör det relativt enkelt att skapa en kärnfusion med intensiva laserpulser.

–Om vi lyckas tillverka ultra-tätt deuterium i stora mängder kan denna fusionsprocess bli framtidens energikälla, och det inom mycket kortare tid än man hittills trott vara möjligt, säger Leif Holmlid.

–Vi tror oss dessutom kunna utforma deterium-fusionen så att den bara ger ofarligt helium och väte som slutresultat. Då slipper man hantera det starkt radioaktiva tritium som man planerar att använda i andra framtida fusionsreaktorer, vilket gör en laserdriven kärnfusion av vårt slag både uthålligare och mer miljövänlig än andra metoder under utveckling.

Fakta deuterium
Deuterium är en isotop av väte som finns i stora mängder i allt vatten, och mer än var tiotusende väteatom har deuteriumkärna. Isotopen betecknas 2H eller D, och kallas normalt för ”tungt väte”. Deuterium används i en del vanliga kärnreaktorer i form av tungt vatten (D2O), men kommer troligen också att användas som bränsle i framtida fusionsreaktorer.

Kontaktinformation
Kontakt: Leif Holmlid, Atmosfärsvetenskap, Institutionen för kemi, Göteborgs universitet
031-7722832 eller holmlid@chem.gu.se

Ultra-tätt deuterium kan bli framtidens kärnbränsle

 lästid ~ 2 min