Kernfusieproject ITER op de lange baan geschoven? We weten het pas binnen een jaar

De raad van ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), het grootste kernfusieproject op aarde, heeft de aankondiging van een bijgewerkt tijdschema voor het project uitgesteld tot volgend jaar. De reactor zou in 2025 voor het eerst plasma moeten genereren, maar dat doel zal wellicht niet behaald worden.

Waarom is dit belangrijk?

Wetenschappers proberen al decennialang om kernfusiereactoren te bouwen, reactoren waarin in feite wordt nagebootst wat in de kern van de zon gebeurt. ITER is het grootste dergelijk project aller tijden. 35 landen rond de wereld werken samen om in Zuid-Frankrijk een reactor te bouwen die moet aantonen dat het mogelijk is meer energie uit een reactie te halen dan nodig was om die op te starten. Als bewezen wordt dat de technologie werkt, zou dat een revolutie kunnen ontketenen in energieland.

In het nieuws: De huidige tijdlijn voor ITER voorziet een opstart in 2025. Tien jaar later zal de reactor volledig operationeel zijn. Maar het lijkt er steeds meer op dat dit doel niet behaald zal worden.

  • Vorig jaar kondigde de raad van ITER aan dat de tijdlijn herzien zal worden. Dat komt voornamelijk door de effecten van de COVID-pandemie en technische uitdagingen die moeilijk te overwinnen zijn. De nieuwe tijdlijn moest tijdens de eerste helft van 2023 worden voorgesteld. 
  • Maar nu wordt dat uitgesteld naar volgend jaar. Voor de nieuwe tijdlijn kan worden voorgesteld, zullen eerst een paar belangrijke veranderingen worden doorgevoerd, volgens directeur-generaal Pietro Barabaschi om “het project te positioneren voor succes”.
  • ITER wil onder andere het materiaal waaruit de reactorwand bestaat, die wordt blootgesteld aan het superhete plasma binnen de reactorkamer, veranderen van beryllium naar wolfraam. Ook zullen strategieën worden opgenomen om “toekomstige risico’s te compenseren”, bijvoorbeeld door onderdelen aan bijkomende testen te onderwerpen voordat die worden geïnstalleerd.
  • Er wordt verwacht dat het project aanzienlijke vertraging kan oplopen. Vorig jaar waren er immers al problemen met een aantal belangrijke componenten. Een thermisch schild, geproduceerd door het Zuid-Koreaanse SFA Engineering, en stukken van de vacuümkamer die door Hyundai werden gemaakt, bleken mankementen te vertonen. Daardoor moesten tientallen kilometers aan pijpleidingen uit de reactor worden gehaald, een operatie die talloze manuren in beslag nam.

Monsterproject

Uitgezoomd: ITER is een van de meest ambitieuze wetenschappelijke projecten op aarde.

  • De ITER-samenwerking begon eigenlijk al in 1985, toen de Sovjet-Unie, de VS, de EU en Japan besloten samen te werken om een experimentele fusiereactor te bouwen. Later sloten ook andere landen zoals China, India en Zuid-Korea zich aan.
  • In 2005, na lange onderhandelingen, werd besloten om de ITER-reactor in het Zuid-Franse Cadarache te bouwen. De bouw begon in 2010, en de installatie van de reactor zelf startte tien jaar later. 
  • Wanneer de reactor opstart, zullen er jarenlang experimenten worden gedaan. Ergens volgend decennium moet het project voor het eerst aantonen dat het een netto-energiewinst kan bereiken. Met de ITER-reactor zal echter nooit elektriciteit worden gegenereerd.
  • De reactor moet vooral dienen als proof of concept voor kernfusie. Nadat het ITER-project is afgerond, verwacht de organisatie dat de technologie klaar zal zijn om op de markt gebracht te worden. 

Wat is kernfusie?

Reminder: Kernfusie werkt door atoomkernen samen te persen, tot zij, zoals de naam het al zegt, fuseren of samensmelten.

  • Wanneer dat met lichte atoomkernen, zoals bepaalde isotopen van waterstof of helium, gebeurt, komt een grote hoeveelheid energie vrij. De fusie van waterstof is immers wat onze zon aandrijft. De technologie is veelbelovend, omdat de brandstof zo goed als niet op kan raken, terwijl er bijna geen schadelijke stoffen of CO2 vrijkomen bij de energieproductie.
  • Maar de enorm hoge druk binnen de kern van de zon, veroorzaakt door het zwaartekrachtveld van onze ster, is onmogelijk na te bootsen op aarde. Daarom moeten reactoren worden gebouwd die atoomkernen fuseren onder enorm hoge temperaturen, tot wel 100 miljoen graden Celsius.
  • Het staat buiten kijf dat de ontwikkeling van een reactor die plasma van 100 miljoen graden kan controleren niet evident is. Toch worden er traag maar zeker doorbraken bereikt. Eind vorig jaar werd tijdens een experiment in de VS voor het eerst meer energie uit een reactie gehaald dan erin werd gestopt. Die reactie kon zichzelf echter niet onderhouden, en duurde slechts een fractie van een seconde.
Meer