Europese doorbraak in kernfusie: “Stap dichter bij overwinnen van één van de grootste wetenschappelijke uitdagingen”

Europese wetenschappers in het Verenigd Koninkrijk hebben een nieuw record gevestigd voor het opwekken van energie uit kernfusie.

Waarom is dit belangrijk?

Kernfusie is hetzelfde proces dat onze zon van energie voorziet. Wetenschappers beschouwen het als potentiële toekomstige bron van vrijwel onbeperkte schone energie.

De Joint European Torus, of JET, een experimentele fusiemachine in de buurt van het Engelse Abingdon, genereerde bij een reactie van vijf seconden ongeveer 59 megajoule, of 11 megawatt (MW) aan energie. Dat is genoeg om ongeveer 10.000 huizen van stroom te voorzien, bericht de website van Sky News. Het is ook meer dan een verdubbeling van het vorige energierecord van 22 megajoule, dat in 1997 door JET werd bereikt.

“Deze baanbrekende resultaten hebben ons een enorme stap dichter gebracht bij het overwinnen van een van de grootste wetenschappelijke en technische uitdagingen van allemaal”, liet professor Ian Chapman optekenen door de Britse zakenkrant Financial Times (FT). Chapman is de CEO van het UK Atomic Energy Agency, dat JET meefinanciert en exploiteert.

“Qua vermogen komt het overeen met ongeveer vier windturbines, dat is dicht bij industriële schaal”, citeerde de FT kernfusie-expert Arthur Turrell.

Het experiment kostte nog steeds meer energie om de fusiereactie tot stand te brengen dan die laatste uiteindelijk opleverde. Slechts weinigen zijn erin geslaagd fusie tot stand te brengen, laat staan ‘break even’ te bereiken: het punt waarop er meer energie uit de reactor komt dan erin moet om de fusie op gang te brengen. De meesten in het veld menen dat fusie niet voor 2050 kan worden gerealiseerd.

Tegenovergestelde van kernsplijting

Bij kernsplijting, het proces in conventionele kernreactoren, worden radioactieve elementen gesplitst om zo energie vrij te maken. Kernfusie doet net het tegenovergestelde.

Bij kernfusie worden immers twee vormen van waterstof samengesmolten, waarbij per gewichtseenheid van de brandstof ongeveer vier keer meer energie vrijkomt dan met een kernsplijtingsreactor en “vier miljoen keer meer dan bij verbranding van fossiele brandstoffen”. Kernfusie levert, in tegenstelling tot kernsplijting, geen langdurig radioactief afval op.

JET maakt gebruik van een holle donutvormige reactor, een tokamak, om de fusiebrandstof – de “zware” waterstofatomen deuterium en tritium – te verhitten tot 150 miljoen graden Celsius. Dit vormt een plasma dat ongeveer tien keer heter is dan de zon – waardoor de reactor, gedurende de paar seconden dat hij draait, de heetste plek in ons zonnestelsel is, weet Sky News.

Elektromagneten rond de tokamak voorkomen dat deze geladen soep van ionen de zijkanten raakt en de hele reactie wordt stopgezet. Door het plasma op deze manier vast te houden, kan de fusie, waarbij ongelooflijk veel energie vrijkomt, plaatsvinden. De laatste resultaten van JET bewijzen dat het opwekken van fusie-energie op deze manier op zijn minst theoretisch haalbaar is.

Prikkel

Het record is een belangrijke prikkel voor de Internationale Thermonucleaire Experimentele Reactor (ITER) van 20 miljard euro, die momenteel in Zuid-Frankrijk wordt gebouwd.

Maar ITER is niet de enige kernfusiereactor waarmee wordt geëxperimenteerd. Vorig jaar slaagde de Amerikaanse National Ignition Facility (NIF) van het Lawrence Livermore National Laboratory in Californië erin fusie tot stand te brengen met behulp van een andere methode, namelijk door een plasma samen te persen met behulp van immens krachtige lasers.

En in de decennia nadat grote door de overheid gesteunde projecten als JET, NIF en ITER werden opgezet, zijn er kleine, particuliere fusie-ondernemingen ontstaan, die vaak gesteund worden door schatrijke investeerders als Jeff Bezos, George Soros of Bill Gates.

(fjc)

Meer
Markten
Mijn Volglijst
Markten
BEL20