Start

Kall fusion, drömmen om den perfekta energikällan som ändade i vetenskapens mest berömda fiasko

1989 slog nyheten ned som en vätebomb: Två kemister hade uppnått fusion vid rumstemperatur. Världen gick i spinn. Men sedan kom bakslaget. Två lovande karriärer låg snart i ruiner.

En stiliserad vision av en kärnreaktion i närbild.
Kall fusion är ett hypotetiskt fysikaliskt fenomen, där sammansmältning, fusion, av atomkärnor förmodas ske vid förhållandevis låg temperatur och lågt tryck. Till skillnad från vanlig fusion som sker vid mycket höga temperaturer, till exempel i solen. Bild: dani3315

När de två kemisterna, britten Martin Fleischmann och amerikanen Stanley Pons, höll sin presskonferens i mars 1989 trodde många att mänskligheten hade tagit det stora energiklivet.

De två forskarna hävdade att de lyckats åstadkomma vätefusion – den process som driver solen – i ett provrör, vid rumstemperatur.

Tekniken, som fick namnet kall fusion, verkade inte kräva desto mer än tungt vatten, en bit palladium och elektricitet.

Fleischmann och Pons sade sig ha mätt upp överskottsvärme som inte kunde förklaras med någon kemisk reaktion. I så fall blir den oundvikliga slutsatsen: Det måste röra sig om en kärnreaktion.

Med det löftet tycktes plötsligt energikrisen vara ett minne blott. Inga växthusgaser, inget radioaktivt avfall – bara billig, ren kraft med obegränsade mängder bränsle. Väte är ju universums vanligaste grundämne, det finns i vanligt vatten.

Men euforin blev kortvarig.

Kemisten Martin Fleischmann som håller i ett vetenskapligt redskap.
Martin Fleischmann: pionjär, visionär – eller bara ute och cyklade? En man som trots allt följde sin övertygelse. Bild: University of Utah

Vetenskapligt haveri i realtid

Tvivlen väcktes mer eller mindre direkt. Andra forskare kunde inte upprepa resultaten.

Och hela den vetenskapliga processen – med granskade artiklar, upprepbara experiment, öppen metodik – hade de två forskarna i praktiken hoppat över. Berusade av otyglad iver hade de gått direkt till pressen.

Så duons vetenskapliga trovärdighet föll ihop tillsammans med den kalla fusionens korthus.

Över en natt förvandlades Fleischmann och Pons från vetenskapens rockstjärnor till paria, utstötta och utskrattade. Två moderna Ikaros-figurer som flög för nära solen med sina vingar av palladium.

Duon lämnade USA, flyttade till Frankrike, fick blygsam finansiering bland annat från Japan och fortsatte jobba vidare i det tysta. Men resultaten uteblev och projektet lades ner i slutet av 90-talet.

Vad är fusion egentligen?

För att förstå varför kall fusion lät så fantastiskt, måste man förstå vad vanlig fusion är. Det är processen där lätta atomkärnor, som väte, slås samman till tyngre, som helium, vilket frigör energi.

Det är så solen lyser, via en process som kallas proton-proton-kedjan.

Men på jorden är det här svårt att åstadkomma. Eftersom vi saknar solens enorma gravitation måste vi i stället hetta upp vätet till över 100 miljoner grader Celsius för att få kärnorna att smälta samman.

Den här ”heta fusionen” kräver avancerad teknik, stora anläggningar och enorma resurser. Och inte ens då fungerar det på önskat sätt, ännu åtminstone.

Fusionskammaren i en så kallad tokamak-reaktor.
En tokamakreaktor är en typ av anläggning som försöker åstadkomma kontrollerad ”het” kärnfusion genom att väteisotoper (som deuterium och tritium) hettas upp till över 100 miljoner grader. Då slås kärnorna ihop till helium, och energi frigörs i form av neutroner som sedan kan användas för att värma vatten, driva turbiner och generera el – ungefär som i ett vanligt kraftverk. Ännu har ingen dock byggt en fungerande sådan reaktor. Bild: STELLA Pictures/ddp/abaca press/AOP

Under senare år har forskningen faktiskt gjort vissa framsteg. 2022 lyckades forskare i Kalifornien skapa en fusionsreaktion som gav mer energi än den krävde – ett viktigt genombrott.

I Frankrike byggs samtidigt den enorma tokamak-reaktorn ITER, som väntas genomföra sina första verkliga fusionsförsök under 2030-talet.

I Kina har reaktorn EAST uppnått temperaturer på över 160 miljoner grader. Men utmaningarna är fortfarande enorma: material, bränsleproduktion, energikonvertering – och förstås pengar.

Tänk om det ändå ligger något i kall fusion?

Men tänk om dyra jättereaktorer inte är nödvändiga trots allt. Tänk om Fleischmann och Pons var någonting på spåren, någonting som de helt enkelt inte förstod.

De rapporterade trots allt en värmeutveckling som inte borde kunna förklaras kemiskt.

Det som talar emot det här är det faktum att de inte såg någon neutronstrålning som normalt följer vid kärnfusion. Så också om de kanske var någonting på spåren, kan det trots allt ha varit en hittills okänd kemisk reaktion. Någon sorts instabilitet i elektrodmaterialet, i palladiumet.

Men en handfull forskare har vägrat ge upp. Det har föreslagits att Fleischmann och Pons experiment kan ha byggt på kärnreaktioner trots allt. Kanske en okänd form av lågenergireaktion som sker i fasta material snarare än i plasma.

Här kommer metallens så kallade gitterstruktur in i bilden.

Fusion inuti själva metallen? ”Som en tvättsvamp”

Vissa metaller, som palladium, kan absorbera väteatomer mellan sina atomer – som en tvättsvamp suger upp vatten. I teorin skulle väteatomer som packas tillräckligt tätt kunna påverka varandra på oväntade sätt, inte minst med kärnfusion som följd.

Olika forskare har följt det här spåret sedan det tidiga 1900-talet, utan framgång, tills Fleischmann och Pons hävdade sin jackpott.

Schema som förklarar kallfusionens mekanism grafiskt.
En katod av palladium och en anod (vanligen av platina) sänks ner i en lösning av tungt vatten (D₂O) och ett elektrolytämne (till exempel litiumsalter). Allt det här finns i en Dewarflaska, en slags termos, som i sin tur står i ett vattenbad för temperaturkontroll. När ström leds genom lösningen via elektroderna, absorberar palladiumkatoden deuterium (tungt väte) från vattnet. Och resultatet: kall fusion, åtminstone enligt Martin Fleischmann och Stanley Pons. Bild: Pbroks / Marcus Rosenlund

Vissa forskare har ända tills våra dagar spekulerat i kvantmekaniska effekter inuti det vätemättade palladiumet, som tunnelverkan, där vätekärnor ”slinker igenom” barriärer de egentligen inte borde kunna passera.

Fast ingen forskare vill ju ta i begreppet ”kall fusion” ens med tång. Så fenomenet kallas numera LENR – Low Energy Nuclear Reactions (kärnreaktioner vid låg energi).

Inga direkta bevis existerar, men forskare har rapporterat ovanliga isotopförändringar och spår av helium. Det är långt från ett genombrott – men tillräckligt för att hålla nyfikenhetens fladdrande låga vid liv.

Ett spöke i laboratoriet

Kall fusion är i dag något av ett spöke i forskarvärlden. En osalig ande som tittar fram då och då och väcker både fnysningar och fascination. Men frågan kvarstår: Tänk om Fleischmann och Pons bara var otroligt mycket före sin tid, och såg något som vi ännu inte förstår?

Vetenskapen bygger på bevis, på mätbarhet, på upprepbarhet. Men den lever också på nyfikenhet. På viljan att ställa sig i skottlinjen och gå dit ingen annan tidigare vågat.

Kanske är det just här, i den där skarven mellan det möjliga och det omöjliga, mellan det seriösa och det löjliga, som vetenskapen ibland snubblar framåt.