KJARNORKA getur tæplega talist til vistvænnar orku, eins og hún er virkjuð í dag: Vandi geislavirka úrgangsins, plútons, er óleystur og hann er gríðarlegt umhverfisvandamál sem ekki sér fyrir endann á. Alvarleg slys í kjarnorkuverum, einkum í Tsjernóbýl 1986, hafa ekki aukið tiltrúna á kjarnakljúfa.




Kjarnasamruni lausn á orkuvanda framtíðar?

KJARNORKA getur tæplega talist til vistvænnar orku, eins og hún er virkjuð í dag: Vandi geislavirka úrgangsins, plútons, er óleystur og hann er gríðarlegt umhverfisvandamál sem ekki sér fyrir endann á. Alvarleg slys í kjarnorkuverum, einkum í Tsjernóbýl 1986, hafa ekki aukið tiltrúna á kjarnakljúfa.

Enn eru þó bundnar vonir við að hægt verði að hemja "frumorku alheims" á vistvænan hátt með kjarnasamruna. Hann á sér t.d. stað í "kjarnaofni" sólarinnar, og líkra stjarna, við margra milljóna gráða hita, þegar massalítil, létt atóm renna saman og mynda þyngri, massameira atóm og ógnarorku í leiðinni.

Kenningar um kjarnasamruna komu fram á síðari hluta 4. áratugarins en því miður urðu fyrstu "not" kjarnasamruna þau sömu og kjarnaklofnunar: Fyrsta vetnissprengjan var sprengd í tilraunaskyni 1952.

Allar götur síðan á sjötta áratugnum hefur verið unnið að rannsóknum á "hægfara kjarnasamruna" til orkuvirkjunar í "samrunaofnum". Þeir nota ekki geislavirkt eldsneyti og sú geislavirkni sem myndast er smávægileg og verður einungis á málmhlífum ofnsins.

Hættan á umhverfisslysum af völdum samrunaofna er sögð hverfandi. Sjálfstæð matsnefnd á vegum Evrópusambandsins hefur komist að þeirri niðurstöðu að versta hugsanlega slys í samrunaorkuveri myndi ekki ógna íbúum í næsta nágrenni versins. Hún staðfesti auk þess að geislavirkur úrgangur yrði ekki vandamál: Langlífasta geislavirkni sem verður til við kjarnasamruna helmingast á tíu árum en við kjarnaklofnun myndast geislavirkni með helmingunartíma upp á 24 þúsund ár!

Þó að talið sé að hægfara kjarnasamruni sé raunhæfur möguleiki til hagkvæmrar, mengunarlítillar orkuöflunar hafa rannsóknaráætlanir ekki enn skilað þeim árangri sem beðið hefur verið eftir í áratugi.

Orka í segulsviði

Við kjarnasamruna renna vetnissameindir saman við geysihátt hitastig sem "leysir upp" atómið í atómkjarna og rafeindir, eða svonefnt rafgas. Best hefur reynst að notast við vetnissamsæturnar tví- og þrívetni (litíum) en við samruna þeirra myndast helíum og orka losnar úr læðingi.

Hitinn sem þarf er geysilegur eða nærri 100 milljónir gráða á Celsíus. Auk þess þarf ákveðinn þéttleika af rafgasinu til þess að samrunaferlið geti átt sér stað. Eitt helsta vandamálið er að ná þessu hvoru tveggja samtímis.

Til þess að geyma efnið og hemja það við þetta ógnarhitastig duga engin venjuleg ílát. Lausnin felst í því að nota segulsvið í sérstöku tæki sem kallað er "tókamak", eins konar slöngulaga segulflösku, þannig að rafgasið snerti ekki veggina.

Allar ofangreindar lausnir eru gífurlega flóknar og óhemju kostnaðarsamar. Milljörðum dollara hefur t.a.m. verið eytt í að fullkomna tókamakinn á undanförnum áratugum og virðist þó dágóður spölur í land. Og enn hefur ekki tekist það sem skiptir höfuðmáli: að fá meiri orku út úr samrunaofninum en sett er í hann.

Óvissa um framhaldið

Nokkurrar óþolinmæði gætir hjá þeim ríkjum sem standa að rannsóknaráætlunum; Bandaríkjastjórn lokaði t.d. frægustu tilraunastöð sinni í Princeton á síðasta ári. Stærsta alþjóðlega rannsóknaráætlunin, kennd við ITER, heldur þó sínu striki, enn sem komið er. Hún er á vegum Evrópusambandsins, Rússlands, Japans og Bandaríkjanna en þeir síðastnefndu kunna að hafa dregið sig í hlé, a.m.k. í bili.

Tilraunaofnar hingað til hafa þótt of litlir en nú er stefnt að því að byggja svonefndan ITER-ofn, hugsanlega frumgerð að samrunaofnum framtíðarinnar, og vonir standa til að hann komist í gagnið í kringum 2040. Hann verður stærsti samrunaofn af tókamak- gerð, þegar og ef hann verður byggður.



FYRIRHUGAÐUR samrunaofn ITER-áætlunarinnar, sá fyrsti sinnar tegundar sem hefur möguleika á því að skila meiri orku en látin er í hann. Samrunaofnar þessarar gerðar kallast "tókamak" eftir rússneska orðinu fyrir hjólhestaslöngu-formið. Fígúran sem stendur hægra megin við ofninn gefur stærðina til kynna.