Fusion är den heliga gralen av ren energi, och den gjorde precis ett stort genombrott

Forskare vid Lawrence Livermore National Laboratory i Kalifornien har gjort en viktig genombrott inom kärnfusionsteknik, som utnyttjar den energi som frigörs när två väteatomer smälts samman för att göra helium. Den 5 december uppnådde de vad som kallas "antändning", vilket innebär att mer energi producerades ur en fusionsreaktion än vad som behövdes för att reaktionen skulle hända i första hand. Detta är ett stort steg framåt för vad som kan bli en av de viktigaste källorna till ren energi i framtiden.

Det framgångsrika experimentet inträffade vid National Ignition Facility i Livermore, Kalifornien, som är värd för världens största laserfusionsanläggning. Tidigare denna månad riktades lasrar mot en liten guldcylinder som innehöll en sfärisk diamant, inuti vilken väteisotoperna deuterium och tritium fanns. Dessa värmdes upp vid extrema temperaturer tills de kombinerades för att producera helium.

Denna process där två eller flera atomkärnor smälts samman för att bilda en enda, tyngre kärna frigör energi, som sedan kan användas för att generera elektricitet. Fusion är mest känd för att driva solen och andra stjärnor, men i framtiden kan den också användas för att driva det mesta av vårt energibehov här på jorden. Det är förmodligen den enda formen av ren energi vid horisonten just nu som har potentialen att verkligen revolutionera vår energianvändning och tillhandahålla nästan obegränsad energiöverflöd.

Detta är det första kända exemplet av antändning - att få ut mer energi än som gick in i reaktionen. Trots genombrottet finns det ett antal utmaningar som måste övervinnas innan elen i ditt hem kommer från ett kärnfusionskraftverk.

Den första är tekniska utmaningar. NIF-anläggningen använder fortfarande mer energi från nätet än vad den får tillbaka i form av kraft från reaktionen. Det kommer att behöva ändras, vilket innebär att effektiviteten i hela operationen kommer att behöva öka i storleksordningar. Tändning är bara ett första steg mot kommersiell lönsamhet. För att fusion ska bli en praktisk verklighet måste reaktionen bli verkligt självuppehållande, eftersom en fusionsreaktion driver en annan och en annan.

Sedan finns det kostnad. tritium i synnerhet är det dyrt och knappt, och dessa insatser står inte ens för kostnaden för att bygga fusionsanläggningen. Dessutom är det inte klart vilket tillvägagångssätt som är det bästa sättet att producera en fusionskedjereaktion. Lasrar är bara en metod för att hantera en reaktion som kan nå temperaturer i miljontals grader Celsius. Magneter är en annan vanlig metod som används för att skapa ett kraftfullt magnetfält som begränsar en het plasma när den cirklar runt en vakuumkammare som kallas en tokamak. Den stora variationen av olika fusionsmetoder tyder på att mycket mer experiment behövs.

Även de mest optimistiska prognoserna är att en fusionsanläggning inte kommer online förrän på 2030-talet. Energidepartementets folk säger att det kommer att vara "årtionden” innan kommersiell fusion är en realitet. Som sagt, DOE hoppas kunna ha en pilotanläggning igång i början av 2030-talet, och det verkliga kan komma strax därefter.

Klimatförändringarna är dock redan ett stort problem, eftersom dess effekter är känns runt världen. Ett stort fusionsgenombrott kan vara lösningen, men skeptikerna har rätt i att påpeka att MIT- och Cal-Tech-snurren bara inte rör sig tillräckligt snabbt. Världen väntar på dem med häpen andetag. Kan de förvandla figurativt halm till guld? Bara tiden får utvisa, men jag tror att de har vad som krävs för att göra det.