Foto Joachim Rode

DTU får egen tokamak til forskning i fusionsenergi

mandag 05 aug 19

Kontakt

Stefan Kragh Nielsen
Seniorforsker
DTU Fysik
46 77 45 34

North Tokamak

DTU’s tokamak bliver officielt indviet den 23. august og får navnet North Tokamak.
Som det eneste nordeuropæiske universitet kan DTU nu udføre forsøg med fusionsenergi på egen tokamak.

I en af DTU’s kældre står en såkaldt tokamak, et usædvanligt instrument, der kan vise sig at få en væsentlig betydning for universitetets forskning i mikrobølgefysik og fusionsenergi. Tokamakken består af en reaktor og en række tilknyttede måleinstrumenter. De sidste er bygget af DTU selv, bl.a. i flere projekter udført af studerende.

Det har krævet et par års arbejde af professor og sektionsleder Volker Naulin at få tokamakken til Danmark. Det er forskningsudstyr i ti millioner kroner-klassen, som det er lykkedes af få en permanent låneaftale om med den engelske startup-virksomhed Tokamak Energy, der har bygget instrumentet.

”Tokamakken kom til DTU i slutningen af 2018, og allerede i begyndelsen af foråret lykkedes det os at lave det første plasma. Det betyder, at tokamakken virker og kan anvendes i vores forskning, så snart vi har færdiggjort udviklingen af alle måleinstrumenter, der skal knyttes til den,” siger Stefan Kragh Nielsen, der er seniorforsker på DTU Fysik.

I øjeblikket arbejdes der på at gøre betjeningen af tokamakken automatisk, så den kan anvendes ved blot at trykke på en enkelt knap. Dermed vil også studerende, der er interesserede i fusionsenergi, kunne arbejde med den.

"Med tokamakken kan vi give vores studerende mulighed for at opleve, hvordan forsøg i den type reaktorer foregår, før de skal udføre dem på de store internationale forskningsanlæg."
Stefan Kragh Nielsen

”Med tokamakken kan vi give vores studerende mulighed for at opleve, hvordan forsøg i den type reaktorer foregår, før de skal udføre dem på de store internationale forskningsanlæg som eksempelvis JET i England, Max Planck-instituttet i Tyskland og det kommende ITER i Frankrig,” siger Stefan Kragh Nielsen.

”Derudover kan en del af vores egne forsøg fremover gennemføres i tokamakken, så vi undgår at skulle vente på at få tid på de store forskningsinfrastrukturer, ligesom det giver os frihed til at afprøve anderledes og måske lidt skæve idéer,” siger Stefan Kragh Nielsen.

Instrumenter fra studerende

En række DTU-studerende har været med til at opbygge de instrumenter, der fremover skal bruges til at foretage målinger i plasma, når tokamakken anvendes. Det gælder eksempelvis måling af tæthed, temperatur og mikrobølger. Et af måleinstrumenterne har Stefan Kei Akazawa udarbejdet i forbindelse med sin bacheloropgave. 

”Jeg har udviklet et instrument, der kan måle tætheden af elektroner i plasmaet. Det har været en utrolig spændende opgave, men også hårdt. Hvis der i fremtiden skal kunne opnås gode eksperimentelle data fra tokamakken, kræver det jo, at mit instrument er velfungerende,” siger Stefan Kei Akazawa og roser muligheden for som studerende at få lov til at arbejde med tokamakken.
Tre andetårsstuderende har også arbejdet med tokamakken i forbindelse med et projekt, hvor de målte magnetfelter.

”Det var utrolig spændende at få adgang til et så kostbart måleinstrument, selvom vi næsten kun lige var startet på vores studie,”, siger Mathias Timmer Sutherland.

”Samtidig var det et stort ansvar at skulle levere resultater, der er nødvendige for, at forskerne kan vurdere, hvordan plasma bliver skabt i tokamakken. Det endte da også med, at vi brugte mange flere timer, end man typisk gør i den slags projekter, fordi det var så spændende,” siger Asbjørn Clod Pedersen.

Alle tre studerende er enige om, at de godt kan blive fristet til fortsat at arbejde med fusionsenergi som et bud på en fremtidig grøn energikilde. Stefan Kragh Nielsen forsikrer da også om, at der allerede nu er en lang række andre studenterprojekter, som bare venter på at blive løst.

Fusionsenergi

Fusionsenergi sker ved sammensmeltning af atomkerner i modsætning til den spaltning, der finder sted i atomkraftværker.

En tokamak indeholder plasma, der kan opnå en temperatur på langt over 100 mio. grader celcius. Temperaturen i solens centrum er ca. 15 mio. grader.

Plasma dannes ved ekstrem opvarmning af gas, og i fusionsplasmaer dannes helium af brint-isotoper i en fusionsproces. Det er den samme proces som solens energikilde og den, der frigør energi.

 

Tokamak
Ordet tokamak er russisk, af to(roidalnaja) kam(era s) ak(sialnym magnitnym polem), altså et 'toroidalt (donutformet) kammer med magnetfelt'.


Relaterede Videoer  

Vis flere