Amerikaanse wetenschappers zijn erin geslaagd een kernfusiereactie te genereren met lasers, waarbij meer energie is vrijgekomen dan ze er hebben moeten insteken. Dat bevestigt het Lawrence Livermore National Laboratory, een federale onderzoeksinstelling in Californië. Puur fysisch is dat een mooie doorbraak, maar een stabiele reactor is daarmee nog niet per se dichterbij gekomen, zeggen kenners.
Al decennia dromen kernfysici van kernfusie als energiebron van de toekomst. Het zou kernenergie, die vandaag werkt met kernsplijting, veiliger maken en geen (of correcter: veel minder) radioactiviteit genereren. Van hoogradioactief afval zoals bij de kernenergie van vandaag is in elk geval geen sprake. Het restproduct van kernfusie is helium, een gas dat niet chemisch reageert in de atmosfeer en ook geen broeikasgas is.
Het probleem bij kernfusie is vooral: hoe krijg je en hou je die reactie - het samensmelten van atoomkernen - op een constante en efficiënte manier in gang. Om atoomkernen te kunnen laten samensmelten, heb je een enorme hitte nodig, vergelijkbaar met de hitte van een ster als de zon. Door die hitte verandert de brandstof in plasma en vindt de fusiereactie plaats.
Om die toestand na te bootsen, hebben wetenschappers de voorbije decennia verschillende technieken bedacht. Zo kan je een gigantisch toestel in de vorm van een donut bouwen - een "tokamak" of een "stellarator" zijn twee mogelijke versies van die machine - die met magnetische wikkelingen het gecreëerde plasma op z'n plaats houden. Dat is cruciaal, want als het plasma de reactorwand zou raken, zou die beschadigd raken: geen enkel materiaal is tegen een dergelijke hitte bestand. Onder meer in Frankrijk wordt er gebouwd aan een enorme tokamak, ITER genaamd.
Een tweede manier is om te werken met lasers, zoals het geval is in de National Ignition Facility (NIF) van het Lawrence Livermore National Laboratory in Californië. Daarbij worden kleine bolletjes of pellets waterstofgas met 192 lasers gecomprimeerd onder zeer hoge druk, tot uiteindelijk kernfusie ontstaat door een reeks explosies.
Fusie-ontsteking
Het is daar, bij het NIF, dat er een nieuwe doorbraak is bereikt. "In Livermore hebben ze blijkbaar een nieuwe methode gevonden om de reactie nog efficiënter te laten verlopen", zegt professor kernfysica Jef Ongena van de Koninklijke Militaire School. "Ze zouden dus een explosie hebben kunnen genereren van 2,5 megajoule aan energie. Aangezien de lasers die gebruikt worden bij het experiment zelf 2,1 megajoule energie nodig hebben, is hier sprake van "fusie-ontsteking": de reactie heeft met andere woorden voldoende energie opgewerkt om zichzelf in stand te kunnen houden.
Om een reactor te hebben zoals die van Doel, zou je 400 bolletjes per seconde moeten kunnen laten exploderen. Daar zijn we nog niet
"Een mooi resultaat, maar dat wil niet zeggen dat een reactor nu plots dichtbij is", nuanceert Ongena. "Om een reactor te hebben die een vermogen van 1.000 megawatt opwekt, zoals pakweg de kerncentrale Doel 3, zou je dus meerdere honderden bolletjes per seconde moeten kunnen laten exploderen. Daar zijn we nog niet." Ook de stap van een reusachtig labocomplex vol lasers naar een echt commercieel bruikbare, stabiele elektriciteitscentrale is nog niet voor binnenkort.
Ongena zelf denkt dat magnetische kernfusie momenteel veel verder staat (voor alle duidelijkheid en openheid: hij doet er zelf ook onderzoek over, red.). "ITER bijvoorbeeld is voor 90 procent klaar. We hopen daar tegen 2030 te kunnen starten met experimenten. 5 à 10 jaar later zouden we er een vermogen moeten kunnen opwekken dat vergelijkbaar is met dat van de kleinere reactoren van Doel."
0 件のコメント:
コメントを投稿