Forskare vid Universidad de Sevilla har tagit ett historiskt steg mot förverkligandet av kärnfusionsenergi. Deras experimentella reaktor SMART (SMall Aspect Ratio Tokamak) har genererat sitt första plasma – en avgörande milstolpe på vägen mot en framtid med ren och nästan obegränsad energi . Upptäckten, som publicerats i tidskriften Nuclear Fusion, har väckt internationell uppmärksamhet och öppnar nya dörrar för kompakta fusionsreaktorer .
Vad är SMART och varför är detta genombrott viktigt?
SMART är en sphärisk tokamak – en donutformad reaktor som använder magnetfält för att innesluta plasma vid extremt höga temperaturer. Men till skillnad från traditionella tokamaker, som ITER, har SMART en unik design med negativ triangelform (negative triangularity). Denna form minskar instabiliteter i plasmat och förbättrar värmefördelningen, vilket gör reaktorn mer effektiv och kompakt .
Första plasmagenereringen innebär att forskare nu har lyckats skapa och kontrollera plasma under laboratorieförhållanden. Detta är en kritisk förutsättning för att uppnå självupprätthållande fusion, där väteatomer slås samman till helium och frigör enorma mängder energi – samma process som driver solen .
Negativ triangelform: Nyckeln till en stabilare fusion
I traditionella tokamaker har plasmat en positiv triangelform (liknande bokstaven D), men SMART vänder på denna form. Den negativa triangelformen:
- Dämpar instabiliteter: Förhindrar att partiklar och energi slungas ut mot reaktorväggarna, vilket minskar skaderisken.
- Förbättrar värmefördelning: En större yta för värmenedledning (divertor) gör det lättare att hantera extrem temperatur.
- Möjliggör kompakta reaktorer: Designen kräver mindre utrymme, vilket är avgörande för framtida kraftverk.
Enligt professor Manuel García Muñoz, huvudansvarig för projektet, är detta en ”potentiell spelväxlare” för fusionsenergin .
Tekniska innovationer i SMART
- Kompakt design: SMART är bara 1,6 x 1,6 meter – en bråkdel av ITER:s storlek .
- Flexibla magnetfält: Tolv toroidala och åtta poloidala spolar formar plasmat med hög precision .
- Solenoiddrivet plasma: En nyckelteknik för att uppnå höga temperaturer effektivt .
Under det första experimentet nådde plasmat 10 miljoner grader och hölls stabilt i en sekund – dubbelt så länge som förväntat . ”Detta visar att vår design fungerar bättre än vi vågat hoppas,” säger Muñoz .
Nästa steg: Fusion2Grid och högre temperaturer
SMART är startskottet för Fusion2Grid, en strategi för att utveckla världens mest kompakta fusionskraftverk . Kommande faser inkluderar:
- Skalning av temperatur: Målet är 100–200 miljoner grader, där fusion blir effektiv .
- Superledande magneter: Planer att ersätta kopparspolar med högtemperatursuperledare för att minska energiförluster .
- Globalt samarbete: SMART samarbetar redan med Princeton Plasma Physics Laboratory och andra internationella grupper .
Enligt Eleonora Viezzer, medansvarig forskare, kan en fullskalig SMART-reaktor en dag försörja en stad som Sevilla (700 000 invånare) med ren energi .
Utmaningar och global kontext
Trots framsteget kvarstår hinder:
- Långvarig stabilitet: Kinesiska EAST-reaktorn har hållit plasma i 1 066 sekunder – SMART måste öka sin kapacitet .
- Finansiering: Kommersialisering kräver stora investeringar, särskilt för större reaktorer .
- Konkurrens: Projekt som ITER och privata initiativ som Commonwealth Fusion Systems utvecklar parallella tekniker .
Miljömässiga implikationer
Kärnfusion genererar inget långlivat kärnavfall och kräver endast små mängder bränsle (t.ex. deuterium från havsvatten). En framgångsrik SMART-reaktor skulle kunna revolutionera energiförsörjning och bidra till att bekämpa klimatförändringar .
Källor
- EurekAlert: SMART generates first plasma
- Tech Explorist: SMART tokamak milestone
- Yahoo News: Spain’s reactor achieves plasma
- Cosmos Magazine: SMART enters operational phase
- Superinnovators: Compact fusion breakthrough
- Eurasia Review: SMART’s fusion strategy
- Bioengineer: SMART’s pivotal moment
- El País: Plasma at millions of degrees
