Er fusjonsreaktorer (den fjerne) fremtiden?

Med jevne og ujevne mellomrom dukker det opp nyhetssaker om "gjennombrudd" i forskningen på fusjonskraft - det som blir solgt inn som den perfekte energikilden (nesten) uten radioaktivt avfall, ingen utslipp av klimagasser, ubegrenset tilgang på drivstoff, og ingen fare for et ukontrollert forløp. 

For det første er (nesten) alle historiene i det siste solgt inn som noe annet enn hva de er. De er prøver utført på vegne av det amerikanske militæret for å teste om ladningen i Hydrogenbombene de har fremdeles duger. Å gjøre det uten å lage en diger eksplosjon er en utfordring, og det er den utfordringen de har klart gjennom å bombardere en ørliten klump hydrogen i et lite øyeblikk slik at den trykkes sammen og fusjonerer til helium med avgivelsen av mer energi enn det som ble brukt. Hurra!

Med en klimakrise som blir mer og mer tydelig, og klimaforkjempere som er minst like iherdige i bekjempelsen av alternative energikilder som vind- og solkraft, ville det være fint med en utømmelig, utslippsfri og helt sikker energikilde. Men er det for godt til å være sant, så er det heller ikke sant. Forskerne som blir intervjuet er påpasselige med å si at om dette blir en realitet en dag, så er den dagen svært langt fram i tid. Men journalistene er selvsagt ikke så interessert i å fokusere på akkurat det.

Derfor vil jeg sterkt anbefale alle som er interessert i alternativ og utslippsfri energi å lese denne artikkelen i Bulletin of the Atomic Scientists. Daniel Jassby, PhD, jobbet med plasmafysikk og nøytronproduksjon relatert til fusjonsenergi i 25 år ved Princeton. Hans konklusjon er klar og tydelig: 'Terrestrial fusion energy is not the ideal energy source extolled by its boosters, but to the contrary: It’s something to be shunned.'

Utfordringene er enorme, selvsagt. Ellers ville vi hatt denne flotte energikilden i operasjon for lengst. Man må opp i 100.000.000 C - altså en million grader Celsius for å få reaksjonen i gang. Seks ganger så varmt som i solen, som jo er en gigantisk fusjonsreaksjon men med seks ganger gravitasjonstrykket på jorden. 

Kort fortalt så gir nøytronstrømmene i fusjon her på jorden 80% nøytronstrømmer. Slettes ikke ideelt, siden dette betyr: 

radiation damage to structures; radioactive waste; the need for biological shielding; and the potential for the production of weapons-grade plutonium 239—thus adding to the threat of nuclear weapons proliferation.

In addition, if fusion reactors are indeed feasible—as assumed here—they would share some of the other serious problems that plague fission reactors, including tritium release, daunting coolant demands, and high operating costs. There will also be additional drawbacks that are unique to fusion devices: the use of a fuel (tritium) that is not found in nature and must be replenished by the reactor itself; and unavoidable on-site power drains that drastically reduce the electric power available for sale.

En slik reaktor vil, realistisk sett, trenge isotopen tritium - noe som bare produseres i fisjonsreaktorer. Akkurat som at hydrogenbomben trenger en fisjonsbombe for å gå av, trenger altså fusjonsreaktorer av den typen som kan tenkes å kunne produseres også fisjonsreaktorer. 

Videre, så er fusjonsreaktorer svært energikrevende. Det vil si, det er svært lite av energien som produseres som kan brukes på noe annet enn å holde fusjonen gående. Den er rett og slett svært lite effektiv - i tillegg til å være svært dyr og komplisert. Denne gjennomgangen av fysikkprofessor Tom Murphy i San Diego er svært grundig, og nådeløs mot den hype det har vært om dette temaet. 

Nøytronstrømmene fra en fusjonsreaktor er mer voldsomme enn i en fisjonsreaktor, så skadene på konstruksjonen vil være mye verre. Dette betyr at reaktoren må være ute av drift mye mer av tiden enn en fisjonsreaktor. Dette gir også mye mer radioaktivt avfall. 

På toppen av det hele, er faren større for spredning av atomvåpen siden høyanriket uran er en viktig del av fusjonsreaksjonen. 

Tom Murphy har nok også rett når det gjelder grunnene til at "vi" så lett blir lurt av oppslagene om at fusjonsenergi er løsningen, og at vi snart er "framme." Det er vanskelig å unngå fornemmelsen av at fremtiden blir verre enn nåtiden, og da er det fristende å tro at vår oppfinnsomhet kan løse alt ganske snart. Men det er dessverre vanskelig å unngå konklusjonen til Jassby: 

'Terrestrial fusion energy is ... something to be shunned.'

Problemene med Små Modulære Reaktorer - del 3

Det største problemet med atomkraft, enten fra små modulære reaktorer (som ennå er langt unna strømnettet) eller fra eksisterende store atomkraftverk, er kostnadene. Kraften koster mye mer enn fra fornybar kraft. 

Lazard, som er ledende på det å følge kostnadsnivået i energisektoren, viser i sin rapport "2023 Levelized Cost of Energy+" at vindkraft og sol er betydelig rimeligere per megawattime (MWh) enn noen andre energikilder. Og at kjernekraft er dyrest. Det er absolutt verdt innsatsen å laste ned den rapporten fra lenken over. 

Mens en MWh fra at atomkraftverk koster i spennet $141 - $221, koster vindkraft på land i spennet $24 - $75. Det er også verdt å legge merke til at vindkraft på land PLUSS lagring også kommer mye bedre ut enn atomkraft: $42 - $114. Hvem har vel lyst til å betale tre til seks ganger så mye for strømmen som strengt tatt nødvendig? Folk verden rundt kan å regne, så det ble investert ti ganger så mye i fornybar kraft som i atomkraft i 2022. 

Atomkraft er lite egnet til å "fylle inn" hullene i variable energiformers ytelser siden de fast kostnadene (bygging og avvikling) er så enorme i forhold til de variable (uran mm.). Denne kraften vil bli svært mye dyrere om den skal skrus av og på etter vind- og solforhold. Høye faste kostnader betyr mest mulig produksjon lengst mulig, med mindre den svært høye prisen skal bli enda høyere. 

Vår magasinerte vannkraft er som skapt for å fylle i slike eventuelle hull. Det utvikles også andre lagringssystem for fornybar kraft som det er vel verdt å ta med i beregningen når den grønne fremtiden skal planlegges.

Problemene med Små Modulære Reaktorer (SMR) - del 2

Firmaet Norsk Kjernekraft driver lobbyvirksomhet til fordel for å bygge kjernekraftverk i Norge - landet med Europas beste vann- og vindressurser - til tross for at denne kraften er klart dyrere enn vindkraft på land, og til tross for at Norge ikke har noen absolutte eller komparative fordeler når det gjeler kjernekraft. Løsningen deres er Små Modulære Reaktorer (SMR) - en type som ennå ikke er i produksjon. 

I forrige innlegg i denne serien pekte jeg på at SMR vil gi mange ganger så mye radioaktivt avfall som vanlige, store reaktorer, og at de påståtte fordelene med SMR forutsetter masseproduksjon, som forutsetter at en, to eller svært få slike konstruksjoner slår ut alle de andre og får momentum. Det vil de ikke få om de ikke har prisfordeler som godt og vel oppveier ulempene med mye lavere virkningsgrad osv., noe som i sin tur forutsetter høy omsetning og gode ordrereserver. En høna-og-egget situasjon, altså. 

Denne gangen vil jeg gjerne minne om et annet problem med serieproduksjon av nye, kompliserte produkter: Sikkerhetsproblemer og tilbakekallelse. Vi har blitt vant til at biler blir tilbakekalt av produsenten for å ordne en eller annen del. Man setter inn en ny og oppdatert dings.

Boeing 737 Max og 787 Dreamliner ble satt på bakken i måneder og år. Hva om det samme skjer med disse modulære reaktorene? Hele energisystem blir satt ut av drift, og det er godt mulig problemene ikke lar seg ordne i det hele tatt - som ved to anlegg i USA. Med andre ord: En forutsetning for økonomien i SMR er masseproduksjon. Disse besparelsene må være svært store for å kompensere for effekttapene med mindre reaktorer og for problemene med å ta vare på 5-30 ganger så mye radioaktivt avfall som ved større konvensjonelle reaktorer. Dette fordrer at 57 potensielle konstruksjoner blir redusert til 1-2, og at storskala produksjon av komplekse produkter ikke fører til tilbakekalling og nedstengning. 

Dette kommer selvsagt ikke fram i den ensidige propagandaen for SMR. En propaganda som går rett hjem hos politikere som har erfart all motstanden mot vindkraft på land. En energiform uten problemer. Hurra! 

Kostnadene med å etablere vindkraft er relativt sett små. Installasjonene kan lett skaleres, og det går raskt å bygge. Men mange har lagt vindkraft for hat. Det er for tiden det største problemet med den grønne omstillingen i Norge.