Onderzoekers bij het Israëlische bedrijf NT-Tao willen, net als tientallen andere bedrijven, een commerciële kernfusiereactor bouwen. Maar die zal er niet uitzien zoals de typische experimentele machines, die vaak groter zijn dan een huis. NT-Tao wil een reactor bouwen die klein genoeg is om in een zeecontainer te plaatsen.

De essentie: Het bedrijf wil de twee populairste ontwerpen voor kernfusiereactoren – de tokamak en de stellarator – combineren om een ‘zon in een doos’ te bouwen. Om te begrijpen wat dit betekent, is het handig om te weten hoe een kernfusiereactor werkt.

• In kernfusiereactoren wil men dezelfde reactie opwekken die de zon en andere sterren aandrijft. In de kern van de zon worden waterstofatomen door de enorme druk zodanig hard samengeperst, dat zij samensmelten. Daarbij komt een grote hoeveelheid energie vrij.
• Dat proces hier op aarde na te bootsen, is niet gemakkelijk. Om dezelfde druk te verkrijgen die in de kern van de zon aanwezig is, moeten immers temperaturen worden bereikt van meer dan 100 miljoen graden Celsius. Bij die temperaturen wordt het materiaal in de reactor zo heet, dat het een plasma gaat vormen. Om dat plasma te controleren, moeten enorm sterke magnetische velden worden gebruikt. 
• De technische uitdagingen zijn enorm. De mensheid probeert de technologie al decennialang te ontwikkelen. Hoewel er al veel vooruitgang is gemaakt, met een paar belangrijke doorbraken de voorbije jaren, bestaat nog altijd de grap binnen de kernfusie-industrie dat “kernfusie altijd 30 jaar ver weg is.”

Donuts

Genoteerd: Magnetische velden kunnen op verschillende manieren gecontroleerd worden. Wetenschappers onderzoeken voornamelijk twee soorten reactoren, waarbij het voornaamste verschil is welke vorm het plasma krijgt. 

• De populairste vorm is de tokamak. Dat is een torusvormige reactor, die voor het eerst in 1950 werd bedacht door de Russische wetenschappers Igor Tamm en Andrej Sacharov. Op dit moment is de tokamak de verst gevorderde soort reactor voor het bereiken van commerciële kernfusie. Onder andere ITER, de grootste fusiereactor die momenteel wordt gebouwd, is een tokamak.
• Daarnaast bestaat ook de stellarator. Bij een stellarator wordt het plasma in een reactorkamer met een soort draaiende donutvorm vastgehouden. Door die vorm blijft het plasma zich mengen, waardoor het langer gebruikt zou kunnen worden. Stellarators zijn echter zeer complex, en tot nu toe zijn maar een handjevol bedrijven bezig met de ontwikkeling van de technologie.

Combinatie van beide

Opvallend: NT-Tao heeft voor een derde pad gekozen. Het bedrijf wil beide technologieën combineren.

• “NT-Tao combineert het beste van bestaande tokamak-technologie en het beste van bestaande stellarator-technologie”, zei Oded Gour-Lavie, medeoprichter van het bedrijf, aan BBC. In een ander interview uit februari, ditmaal met Venture Beat, zei Gour-Lavie dat de technologie het bedrijf in staat zal stellen om plasma te genereren met een dichtheid die 1.000 keer zo hoog is als bij andere reactoren.
• Door die hogere dichtheid zou de fusiereactor van het bedrijf veel kleiner kunnen zijn dan typische ontwerpen. Het einddoel is om een reactor te bouwen die klein genoeg is om in een zeecontainer te plaatsen. Daardoor zouden de reactoren geïnstalleerd kunnen worden op plaatsen die een beperkte toegang hebben tot het elektriciteitsnetwerk. 
• Het plan heeft alvast interesse opgewekt bij investeerders. Tijdens een investeringsronde begin dit jaar haalde het bedrijf 22 miljoen dollar op, omgerekend zo’n 20 miljoen euro. In totaal is al 28 miljoen dollar in het bedrijf geïnvesteerd. Onder andere automaker Honda is een van de geldschieters.
• NT-Tao is lang niet het enige bedrijf dat de technologie probeert te ontwikkelen. De voorbije jaren schieten fusiebedrijven als paddenstoelen uit de grond. Ook de hoeveelheid geld die in de technologie wordt gepompt, neemt elk jaar toe. In 2020 was in totaal al 2 miljard dollar geïnvesteerd in private fusiebedrijven. Het jaar erop steeg dat cijfer met zo’n 50 procent naar 3 miljard, en in 2022 nog eens naar 4,8 miljard. 

(fjc)