Camilla spurte her en dag om jeg ikke kunne skrive en artikkel om kaldfusjon. Vel, tenkte jeg, det skulle være en smal sak, og så gjorde jeg den tabben at jeg slo opp cold fusion på wikipedia, og så kastet jeg bort resten av den kvelden på å lese stadig mindre relaterte artikler.

Det de fleste sikkert tenker på, når de hører ordet kaldfusjon, er bråket som oppstod i 1989 da Fleischman og Pons (kjemikere, naturligvis) påstod at de hadde greid å produsere energi ved å fusjonere deuterium ved romtemperatur. Så hvorfor var det slik en stor nyhet? Vel, både fordi det ville vært dødsfett om det var mulig, og fordi det er latterlig usannsynlig.

For å ta det første først: Grunnen til at det ville vært dødsfett er at fusjon av deuterium er en prosess som frigjør mye energi. Det som skjer er at to deuterium-atomer (deuterium er hydrogen med et proton og et nøytron i kjernen) slås sammen til et helium-atom. Helium-atomet har litt mindre masse enn de to deuterium-atomene hadde, og denne massen som forsvinner blir omgjort til en respektabel mengde energi. Jeg anslo på en forelesning i år at 350 kg deuterium ville være nok til å forsyne Norge med energi i ett år, og jeg tror det stemmer sånn omtrent.

Så hvorfor har vi ikke gjort dette for lenge siden? Grunnen til det er at det er ikke helt trivielt å få to atomkjerner til å smelte sammen. Atomkjerner består av protoner, som har positiv ladning, og nøytroner, som er nøytrale. Positive ladninger frastøter hverandre, men siden atomkjerner åpenbart er stabile må det finnes en eller annen kraft som holder protonene sammen i kjernen. Dette er kraften med det fantasifulle navnet sterk kjernekraft. Denne kraften er altså sterk, men den har kort rekkevidde. Så kort rekkevidde, at hvis man skal få to atomkjerner til å smelte sammen må man klemme dem så tett sammen at de kommer i kontakt. Da vil den sterke kjernekraften kunne overvinne den elektriske frastøtningen, og de to atomkjernene kan fusjonere til en større kjerne.

For å få to atomkjerner til å møtes kreves det energi for å overvinne den elektriske frastøtningen. For to deuteriumkjerner er denne energien omtrent noe sånt som



som er ganske mye. Som vi vet er det slik at atomene i en gass svirrer rundt og kolliderer hele tiden, og jo høyere temperatur, jo større fart (og dermed energi). Den gjennomsnittlige kinetiske energien til et atom i en gass er gitt ved



der T er temperaturen, og k_B er Boltzmanns konstant,



Hvis vi regner ut temperaturen vi må ha for at atomene i gjennomsnitt skal ha nok energi til å fusjonere, kommer vi til ca 17 milliarder grader. Det eksakte tallet kommer litt av på hvilken prosess man ser på, og forskjellige andre ting, men poenget er at man trenger latterlig høy temperatur. Dette funker som en drøm i Solen, der temperaturen er høy nok, men det gjør at det er veldig vanskelig å bygge en fusjonsreaktor.

Det som skjedde, i 1989, var at Fleischman og Pons (igjen, kjemikere, naturligvis) essensielt puttet et par palladium-biter i et begerglass med tungtvann, satte på strøm, og oppdaget at vannet ble varmere. De mente så at vannet ble varmere enn det ville blitt av strømmen alene, så noe annet måtte være på ferde. Et halvt år, masse penger, og sikkert flere hundre uavhengige etterprøvinger senere, er de fleste forskere enige om at dette bare var tull og tøys, skjønt det finnes visstnok fortsatt grupper her og der som tror de er på randen av et gjennombrudd.

Fleischman og Pons har visstnok beholdt troen på kaldfusjon, og er antagelig ganske bitre nå om dagen. Jeg vil imidlertid tro at det finnes noen som er enda bitrere, og det er de som forsker på andre typer kaldfusjon. Jeg sa nemlig at for å få til fusjon må atomene kollidere med høy energi. En måte å få til dette på er å varme opp en gass til mange milliarder grader. En annen måte er å bruke en partikkelakselerator, som gir hvert enkelt atom høy nok energi, uten at temperaturen ellers trenger å være spesielt høy. Denne metoden kan riktignok neppe brukes til å produsere energi i et kraftverk, fordi det koster ganske mye energi å drive en akselerator, men på grunn av alt oppstyret rundt Fleischman og Pons kan ikke folk som driver med dette lenger kalle det de driver med kaldfusjon. I alle fall ikke hvis de ønsker å bli tatt seriøst.

-Tor Nordam