Iron Man’s alma mater har et design til en realistisk ARC-fusionsreaktor
Marvel-filmversionen af Tony Stark dimitterede fra MIT i begyndelsen af 1990’erne. Han byggede senere en ARC-reaktor hos Stark Industries, men tilsyneladende er noget af den indledende forskning, som han lavede som studerende, blevet hængende i nogle notesbøger et sted på en støvet hylde på MIT. Det tog dem kun et par årtier, men et hold MIT-forskere har været i stand til at udvikle foreløbige planer for deres egen fuldt bevæbnede og operationelle ARC-fusionsreaktor.
ARC står for “affordable, robust, compact” (overkommelig, robust, kompakt). Designet er en fusionsreaktor, der er baseret på tokamak, og som bruger magnetfelter til at indeholde plasma ved en tilstrækkelig høj temperatur (ti til hundrede millioner grader Celsius) til at opretholde de betingelser, der er nødvendige for fusion. En tokamak kaldet ITER er i øjeblikket under opførelse i Frankrig, og den kan være operationel i 2030’erne til en pris på titusindvis af milliarder af dollars. En række forskellige forskningsinstitutioner arbejder på nyere metoder, der er designet til at være meget hurtigere og meget, meget billigere; ARC er den seneste af disse.
Det, der gør MIT’s ARC-design anderledes, er dets brug af en ny klasse af kommercielt tilgængelige superledere kaldet REBCO-superledende bånd (REBCO: rare-earth barium copper oxide). Disse superledere kan generere betydeligt højere magnetfelter inde i reaktoren. Og da enhver forøgelse af magnetfeltet hæver fusionsniveauet til fjerde potens, giver brugen af REBCO-superledere til næsten at fordoble magnetfeltstyrken en potentiel forøgelse af fusionskraften på en størrelsesorden i forhold til standardsuperledere.
Med dette massive kraftforøgelse har MIT været i stand til at designe en meget mindre (og dermed billigere) reaktor, der stadig kan producere betydelige mængder elektricitet. Den første prototype af ARC-reaktoren ville være et 270 MWe-kraftværk, der producerer mellem tre og seks gange så meget energi, som det kræver for at holde sig selv kørende. Reaktoren, som vil kunne producere energi nok til at forsyne ca. 100 000 husstande, vil være relativt kompakt med en størrelse, der er halvt så stor som ITER. Den ville have den ekstra fordel at have en modulkerne, hvilket gør den meget lettere at servicere og eksperimentere med.
Reaktorkonstruktionen ville også blive forenklet ved at anvende en væske (et fluor- lithium-beryllium-smeltet salt) som afskærmningsmateriale, neutronmoderator og varmeudvekslingsmedium. Væsken dækker reaktoren, bliver opvarmet af den fusion, der foregår indeni, og føres derefter gennem en højeffektiv Brayton-cyklusmotor for at generere elektricitet.
ARC-reaktoren er næsten udelukkende baseret på eksisterende, gennemprøvet teknologi, og MIT siger, at der er blevet bygget enheder af lignende kompleksitet og størrelse inden for ca. fem år. Den ville ifølge MIT koste “en brøkdel” af det, det vil koste at bygge ITER. Så vidt vi ved, er denne brøkdel ni tiendedele, men det antydes, at ARC-reaktoren ville være betydeligt billigere, hovedsagelig på grund af dens mindre størrelse.
Vi bør påpege, som forskerne gør, at “en fuld teknisk konstruktion ligger uden for ARC-undersøgelsens omfang”. Der er dog ingen teoretisk eller teknologisk showstopper, der forhindrer, at der kan udvikles et teknisk design for en ARC-reaktor. Hvis det er tilfældet, kan vi se en færdigbygget en i drift om så lidt som et årti.