Kernfusie: Amerikaans lab vestigt indrukwekkend nieuw record

Amerikaanse wetenschappers hebben een mijlpaal weten te vestigen: door bijna tweehonderd laserstralen af te vuren op een capsule met waterstofbrandstof, hebben ze 1.350 kilojoule (1,35 megajoule) aan energie opgewekt. Dat is vijf keer zoveel energie dan van de laserstralen waarmee ze het proces hebben aangejaagd.

Waarom is dit belangrijk?

Kernfusie is een gouden ticket tot een duurzame energietoekomst. Maar dit proces is niet bepaald makkelijk op te wekken. Kernfusie komt neer op de samensmelting van lichte atomen (waterstofkernen), waarbij energie vrijkomt. Het proces vindt bijvoorbeeld plaats in de zon. Meestal wordt het werk bij kernfusie verricht door plasma’s die door magneetvelden in bedwang worden gehouden. Dat is bijvoorbeeld het geval bij de fusiereactor Iter, die momenteel hoge ogen gooit in Zuid-Frankrijk. Maar er is blijkbaar een alternatief pad: je kunt ook een capsule met fusiebrandstof van alle kanten onder vuur nemen met lasers.

De National Ignition Facility gebruikt een krachtige laser om waterstofbrandstof te verhitten en samen te persen, waardoor fusie op gang komt.

  • Een recent experiment door NIF suggereert dat een belangrijk doel binnen handbereik is: dat de energie die vrijkomt door fusie groter is dan die geleverd door de laser. Dat bericht de BBC.
  • Bij een proces dat inertiële opsluiting wordt genoemd, worden 192 stralen van de laser van NIF – de laser met de hoogste energie ter wereld – gericht op een capsule ter grootte van een peperkorrel, met daarin deuterium en tritium; verschillende vormen van het element waterstof.
  • Dit veroorzaakt een raketachtige implosie die de brandstof samenperst tot extreme dichtheden en verhit tot honderden miljoenen graden Celsius. Daardoor smelten de waterstofatomen tot heliumkernen (alfadeeltjes) en komen hoogenergetische neutronen en andere vormen van energie vrij.
  • Het idee is dat die alfadeeltjes vervolgens meer fusiebrandstof verhitten, zodat er een zichzelf onderhoudende fusiereactie op gang wordt gebracht.
  • Die zou dan meer energie moeten opleveren dan erin is gestopt.
    • Dat lukte in 2014 toen de wetenschappers een ‘nettowinst’ boekten van 100 kilojoule.
    • De meest recente experimenten leverden maar liefst 1,35 megajoule op; acht keer meer dan een soortgelijke test in het voorjaar van 2021, en vijf keer zoveel als er de capsule in ging.

“Enorme vooruitgang”

“Dit is een enorme vooruitgang voor kernfusie en voor iedereen die aan kernfusie werkt,” vertelde Debbie Callahan, een natuurkundige van het Lawrence Livermore National Laboratory, waar NIF is gehuisvest, aan BBC News.

De resultaten moeten nog worden bevestigd met nieuwe tests. Zelfs als blijkt dat dit door dit record echt dingen gaan veranderen, moet er nog veel gebeuren vooraleer kernfusie ingeburgerd raakt. Maar: deze ontwikkeling stemt tot positiviteit.

Lees ook:

(bzg)

Meer
Lees meer...
Markten
BEL20