Kernfusie: Britse start-up realiseert doorbraak met ongebruikelijke aanpak

First Light Fusion, een Britse start-up die experimenteert met een nieuwe benadering van kernfusie, is er voor het eerst in geslaagd atoomkernen te combineren.

Waarom is dit belangrijk?

Als kernfusie, het procedé dat onze zon van energie voorziet, op consistente basis zou kunnen ingezet worden op aarde, is het een bron van vrijwel onbeperkte schone energie. Maar er zijn nog een hele hoop obstakels die overwonnen moeten worden.

Voor het eerst heeft First Light bewijs geleverd dat zijn ongebruikelijke procedure, waarbij een projectiel op een brandstofkorrel wordt afgevuurd, haalbaar is. First Light gelooft dat deze aanpak een snellere weg zou kunnen zijn naar commercieel leefbare fusie-energie dan de piste waarbij een tokamak-machine wordt gebruikt. Het nieuws werd opgepikt door de Britse dagbladen The Times en de Financial Times.

Geen langdurig radioactief afval

Eerst wat achtergrond: kernfusie is het proces dat de zon van energie voorziet. Het houdt in dat waterstofatomen onder intense hitte en druk worden samengeperst om helium op te leveren, waarbij energie vrijkomt in de vorm van neutronen. Het probleem is dat je daarvoor “zonachtige” omstandigheden op aarde moet nabootsen.

Kernfusie levert, in tegenstelling tot kernsplijting, het proces in conventionele kernreactoren, geen langdurig radioactief afval op.

Een paar laboratoria in de wereld maken gebruik van een tokamak, een speciaal type kernfusiereactor, om de fusiebrandstof – de “zware” waterstofatomen deuterium en tritium – te verhitten tot honderd(en) miljoenen graden Celsius. Dit vormt een plasma dat ongeveer tien keer heter kan zijn dan de zon – waardoor de reactor, gedurende de paar seconden dat hij draait, de heetste plek in ons zonnestelsel is.

“Ultieme espresso-capsule”

First Light maakt echter geen gebruik van een tokamak. De in Oxford gevestige start-up poogt zonachtige omstandigheden onmiddellijk te creëren door een supersnelle kogel af te schieten op een klein doelwit, een doorzichtige kubus van iets meer dan een centimeter breed, met daarin twee bolvormige brandstofcapsules.

De kubus is ontworpen om de energie van de inslag te versterken en de deuteriumbrandstof te dwingen te fuseren. “Het is de ultieme espresso-capsule”, vertelde CEO Nicholas Hawker vorig jaar aan de Financial Times. Wanneer het projectiel inslaat, implodeert de pellet, waardoor de druk verder toeneemt en de impact, van 6,5 kilometer per seconde, in feite wordt vertienvoudigd.

First Light is er dus in geslaagd via een dergelijke aanpak een kernfusiereactie te realiseren. Er is echter nog een lange weg af te leggen. Bij de reactie werden slechts 50 neutronen aangemaakt. Een ander experiment, het Culham-project, maakte er vele miljarden malen meer en is zelf nog een prototype.

“We zijn niet gek”, liet Hawker optekenen door The Times. “We weten dat 50 neutronen niet erg veel is.” Het punt is echter, zei hij, dat het overeenkomt met de berekeningen van het bedrijf en de aanpak valideert. “Het belangrijkste is dat de gemeten hoeveelheid fusie zeer nauw overeenkomt met de voorspelde hoeveelheid uit een simulatie”, klonk het nog. Hawker zei dat First Light nu probeert om het projectiel te versnellen. Met meer druk zou het rendement sterk moeten toenemen.

Chinees bedrijf

First Light zei dat het volgende doel was om de netto energiewinst van een reactie aan te tonen, alvorens in de jaren 2030 een proefinstallatie van 50 megawatt te ontwikkelen tegen een kostprijs van minder dan 1 miljard dollar.

Het bedrijf heeft tot nu toe ongeveer 60 miljoen dollar uitgegeven en in februari nog eens 45 miljoen dollar aan fondsen geworven bij investeerders, waaronder het Chinese bedrijf Tencent.

Meer
Markten
Mijn Volglijst
Markten
BEL20