Nye projekter på Aarhus Universitet og DTU har potentiale til at fremme forskningen i kerneenergi markant. Bevillingerne er en del af Novo Nordisk Fondens Challenge Programme, som fonden netop har bevilget 359 mio. kr. til.

På trods af et øget fokus på alternative energikilder udgør de tre traditionelle fossile brændsler – kul, naturgas og olie – stadig størstedelen af det globale energiforbrug og udgør tæt på 80% globalt og 60% i Danmark. I erkendelse af hvor vigtigt det er at undlade at bruge fossile brændstoffer til energiproduktion, er der behov for en øget viden om andre måder at producere energi på en bæredygtig og kontinuerlig måde.

Novo Nordisk Fonden har gennem sit 2024 Challenge Programme allokeret betydelige midler til to innovative forskningsprojekter, der har til formål at adressere væsentlige udfordringer inden for energiproduktion baseret på nukleare processer.

Lene Oddershede, Senior Vice President of Natural & Technical Sciences i Novo Nordisk Fonden, siger om initiativet:

“Formålet med Challenge-programmet er at være katalysator for nye forskningsområder, generere nye ideer og fremme forskning på vigtige områder. I betragtning af det presserende behov for bæredygtige energialternativer er det afgørende at opbygge en solid viden om fordele og ulemper ved energiproduktion baseret på nukleare processer.”

Novo Nordisk Fonden har givet 60 mio. kr. til henholdsvis professor Anja-Verena Mudring fra Aarhus Universitet og professor Stefan Kragh Nielsen fra Danmarks Tekniske Universitet (DTU). Deres projekter blev udvalgt på baggrund af deres potentiale til markant at fremme forskning i kerneenergi og imødegå kritiske teknologiske og sikkerhedsmæssige udfordringer.

Lene Oddershede understreger den aktuelle kontekst: “Danmarks afhængighed af fossile brændsler udgør en væsentlig klimaudfordring. Ved at støtte disse to banebrydende projekter med fokus på henholdsvis nuklear fission og nuklear fusion sigter vi mod at skabe mere viden om energiproduktion fra ikke-fossile energikilder. Disse bestræbelser vil bidrage til at opbygge dansk ekspertise og styrke vores evne til at træffe informerede beslutninger om kernekraft.”

Lene Oddershede forklarer yderligere: “Professor Mudrings projekt fokuserer på fissionsteknologi og at gøre den så sikker som muligt, mens professor Nielsens projekt søger at udvikle fusionsteknologi med kontinuerlig drift. Sammen supplerer disse projekter hinanden ved at behandle henholdsvis fission og fusion og dækker dermed en alsidig tilgang til kerneenergiforskning.”

Saltsmelters evne til at opnå en bæredygtig og sikker energiforsyning
Professor Anja-Verena Mudring fra Aarhus Universitet har fået en bevilling på 60 mio. kr. til projektet “SMARTER – Salt Melts for Advanced Reactor Technology and Energy Research (Forskning i saltsmelter til avanceret reaktorteknologi og energi).” Dette initiativ har til formål at imødegå kritiske udfordringer med at udvikle en økonomisk, sikker, stabil og bæredygtig energiløsning.

Brugen af kerneenergi gentænkes i disse år, mens verden søger at opfylde de ambitiøse mål i Green Deal, trods bekymringer om reaktorulykker, atomaffald og våbenspredning. En lovende teknologi kaldet saltsmeltereaktoren (MSR) blev udviklet allerede i 1950’erne. MSR’er, der indeslutter kernebrændsel i smeltede salte, udgør et sikrere alternativ til de traditionelle atomreaktorer. Der er dog stadig betydelige udfordringer med at modne denne teknologi.

Mudring fremhæver det unikke potentiale ved MSR’er, især deres fordele i forhold til ikke-spredning og deres forbedrede sikkerhedsfunktioner: “Den kernereaktor, vi vil undersøge, adskiller sig markant fra de nuværende reaktorer. Vi ønsker at udvikle et system, hvor det nukleare materiale ikke kan bruges til at producere våben. Biprodukterne fra vores foreslåede reaktorer vil gøre ethvert våben ustabilt.”

Med støtte fra Novo Nordisk Fonden samler professor Mudring nu et hold af eksperter fra Danmark og USA der skal tackle disse grundlæggende problemer.

“Det er afgørende at modtage denne bevilling,” forklarer Mudring. “Den udgør en betydelig investering i at lukke de kritiske videnshuller omkring MSR-teknologi.”

Mudrings forskning taler hverken for eller imod atomkraft. I stedet fokuserer den på at lukke disse videnshuller for at muliggøre mere informerede beslutninger. Den viden, der opnås ved denne forskning, vil også have bredere anvendelser, blandt andet inden for varmestyring og termisk energilagring ved hjælp af saltsmelter. Derfor vil projektet bidrage til en bæredygtig fremtid, selv hvis atomkraft ikke indføres i Danmark.

“Danmark er unikt positioneret til hurtigt at udvikle denne teknologi takket være sin robuste og innovative industri. Virksomheder som Seaborg Technologies og Copenhagen Atomics investerer i teknologien omkring saltsmeltereaktorer, mens virksomheder som Hyme Energy og Aalborg CSP udforsker energilagring i salte. Dette projekt markerer et vigtigt skridt i retning af at udnytte saltsmelter til en mere sikker og bæredygtig energiforsyning og sikre, at Danmark forbliver i front på dette kritiske område,” siger Mudring.

Bane vej for kontinuerlig drift af fusionskraftværker
Professor Stefan Kragh Nielsen fra Danmarks Tekniske Universitet (DTU) modtager 60 mio. kr. til sit ambitiøse projekt “Muliggørelse af kontinuerlig drift af fusionskraftværker“. Denne forskning har til formål at bane vejen for kontinuerlig drift af fusionskraftværker ved at udvikle nye metoder til at drive plasmastrømme i reaktorer af tokamak-typen ved hjælp af elektromagnetiske bølger. Dette er afgørende for at opretholde de fusionsprocesser, der er nødvendige for en uafbrudt energiproduktion.

“Dette er den største bevilling, der nogensinde er givet til denne type forskning i Danmark,” siger Stefan Kragh Nielsen. “Det betyder, at vi virkelig kan opskalere og udfordre nogle af vores ideer og teste koncepter, som vi førhen kun kunne udforske i begrænset omfang. Denne bevilling giver os mulighed for at opbygge et økosystem i Danmark, der kan konkurrere på globalt plan og potentielt blive verdensførende på dette område.”

Hans projekt er inspireret af et nyligt gennembrud, hvor den energi, der genereres ved kernefusion, overstiger den energi, der bruges til at opretholde plasmaet i eksperimentelle reaktorer. For at fusionskraftværker skal blive praktisk anvendelige, skal disse processer opretholdes kontinuerligt, hvilket vil eliminere behovet for yderligere backupgeneratorer eller store energilagringsfaciliteter. Forskningen vil fokusere på at forstå og afbøde de risici, der er forbundet med ikke-lineære vekselvirkninger mellem strøminducerende bølger og plasma, der ellers kunne reducere effektiviteten af fusionskraftværker.

“Vores mål er at udvikle modeller der skal sikre pålidelig drift af fusionskraftværker og validere dem gennem eksperimenter” forklarer Stefan Kragh Nielsen. “Denne forskning er afgørende for at fremme fusionsteknologi som en bæredygtig og kontinuerlig energikilde.”

Kernen i Stefan Kragh Nielsens projekt er at finde måder, hvorpå man kan gøre plasma i en fusionsreaktor mere stabilt og generere magnetfelter kontinuerligt. Eksisterende design tillader kun korte driftsperioder. Nielsen og hans team har flere ideer til, hvordan man vedvarende kan generere disse felter og vil teste dem systematisk for at bestemme den mest effektive metode, hvilket vil være afgørende for fremtidige fusionskraftværker.

Projektet er internationalt med rødder i Danmark og samarbejder med partnere fra Oxford i Storbritannien og Lausanne i Schweiz. Forskningen vil omfatte teoretisk arbejde og brug af avancerede numeriske simuleringer til at konstruere en prædiktiv model. Derudover vil der blive skabt en unikt eksperimentelt facilitet på DTU, der skal teste modeller for forskellige typer strøminducerende bølger. Fuld modelvalidering vil finde sted på TCV-tokamakken hos EPFL i Lausanne, Schweiz, og MAST-U-tokamakken hos UK Atomic Energy Authority (UKAEA) i Oxford, England.

“Vi vil gennemføre de indledende tests og udvikle de første teorier her i Danmark,” forklarer Stefan Kragh Nielsen. “Når vi har de foreløbige resultater, vil vi flytte til større faciliteter i Schweiz og England for at installere udstyr og udføre store tests.”

Dette internationale samarbejde og etableringen af avancerede forsøgsanlæg vil placere Danmark som en væsentlig aktør i den globale indsats for at gøre kontinuerlig fusionsenergi til en realitet.

Seks bevillinger tildelt
Novo Nordisk Fondens Challenge Programme blev etableret i 2014 og støtter ambitiøse forskningsprojekter, der adresserer globale udfordringer.

I år var der tre temaer, og fonden uddeler i alt 359 mio. kr. til seks projekter:

Tema 1: Integration af biobaserede løsningers indvirkning på sikkerhed og miljømæssig bæredygtighed

• Nina Cedergreen, Københavns Universitet. “Environmental safety of biotechnological plant protection products based on short interfering RNA and peptides; ENSAFE“. (60 mio. kr. over 6 år)
• Søren Sørensen, Københavns Universitet. “Evaluating microbiome-based applications for risk quantification: EMBARQ“. (59,3 mio. kr. over 6 år)

Tema 2: Udredning af insulinresistens

• Jørgen Wojtaszewski, Københavns Universitet. “Defining the Human Insulin Resistance Molecular Network; SIGNATURE“. (59,9 mio. kr. over 6 år)
• Henrik Larsson, Rigshospitalet. “Disentangling the effect of Brain Insulin Resistance on Brain Health: The BIR-BrainHealth Project “. (59,6 mio. kr. over 6 år)

Tema 3: Nye eller fremspirende teknologier til bæredygtig og kontinuerlig energiforsyning

• Stefan Kragh Nielsen, Institut for Fysik, DTU, “Muliggørelse af kontinuerlig drift af fusionskraftværker“. (60 mio. kr. over 6 år)
• Anja-Verena Mudring, Aarhus Universitet, “SMARTER – Forskning i smeltesalte til avanceret reaktorteknologi og energi”. (60 mio. kr. over 6 år)

Mere information og 2025 temaer.
For mere information om Challenge-programmet og de finansierede projekter henvises til https://novonordiskfonden.dk/challenge-programme/. Her kan du også finde information om temaerne for  Challenge-programmet i 2025.