Recordhoeveelheid energie opgewekt met Europese kernfusiereactor

Op de valreep heeft de grootste experimentele kernfusiereactor ter wereld een recordhoeveelheid energie opgewekt. Het apparaat, dat eind vorig jaar na veertig dienstjaren met pensioen ging, levert daarmee belangrijke kennis voor toekomstige fusiereactoren.

Donderdagmiddag werd bekendgemaakt dat het Europese fusie-experiment Joint European Torus (JET) begin oktober in 5,2 seconden 69,26 megajoule aan warmte-energie heeft geproduceerd. Dat is vergelijkbaar met het elektrische energieverbruik van een driepersoonshuishouden in twee dagen. Daarmee is het vorige record – ook door JET in 2022 – verbroken met 10 megajoule. De reactor gebruikte hiervoor slechts 0,21 milligram brandstof, het gewicht van een fruitvliegje.

Met deze experimenten proberen onderzoekers het kernfusieproces dat de zon aandrijft na te bootsen door gecontroleerd atoomkernen te laten fuseren. Doordat hierbij veel energie vrijkomt en het minder radioactief afval oplevert dan huidige kernsplijtingsreactoren, is kernfusie een veelbelovende duurzame en veilige energiebron.

Waardevolle kennis

Met JET en andere reactoren zijn succesvolle fusie-experimenten gedaan, maar het is tot nu toe nergens gelukt om meer energie te produceren dan er in totaal ingaat om de reactie op gang te brengen. Wel leverden de experimenten waardevolle kennis op voor de volgende generatie reactoren, zoals de grotere experimentele kernfusiereactor ITER die in aanbouw is in Zuid-Frankrijk en de Europese demonstratiereactor DEMO die nog in de tekentafelfase zit. Het doel van ITER is om meer warmte-energie op te wekken dan erin gaat. DEMO zal ook elektriciteit gaan leveren.

JET, in de buurt van het Britse Oxford, sloot eind december en voerde kort daarvoor de laatste experimenten uit met fusiebrandstof die bestaat uit deuterium en tritium. Deze twee zware varianten (isotopen) van waterstofatomen fuseren bij voldoende hoge druk, dichtheid en temperatuur tot heliumatoomkernen. Bij JET gebeurt dat in een donutvormige ruimte, waarin de brandstof verhit wordt tot 150 miljoen graden, tien keer heter dan de zon. Krachtige magneten houden dit gloeiend hete brandstofplasma gevangen. JET kon als enige experiment werken met de deuterium-tritiumbrandstofmix die in toekomstige fusie-energiecentrales zal worden gebruikt.

Tijdens die laatste deuterium-tritiumexperimenten zorgden de onderzoekers ervoor dat alle onderdelen en het verhittingsproces optimaal presteerden, om nog een keer alles uit de machine te halen. Dat leverde het nieuwe fusierecord op.

Hete reactorwand

„Dat record is supergaaf, maar voor ons was het bijzaak”, zegt fusieonderzoeker Matthijs van Berkel van het Eindhovense onderzoeksinstituut Differ en betrokken bij de JET-experimenten. „Belangrijker waren tests van technieken die nodig zijn voor toekomstige reactoren, zoals ITER en DEMO.”

Die technieken hadden bijvoorbeeld als doel om te voorkomen dat de reactorwand te heet wordt en om verbrandingsproducten en ander ongewenst materiaal uit het plasma te verwijderen en te koelen, zodat de wand bij het afvoerpunt niet beschadigt. Van Berkel: „Als Differ hebben we hier onder meer aan bijgedragen met de ontwikkeling van regeltechnieken, zoals computeralgoritmen die zelfstandig meten wat er gebeurt met het plasma en wat er gebeurt door bijvoorbeeld gaskleppen open te zetten om veilig en snel te kunnen koelen.”

Mede dankzij de JET-resultaten gebeurt en nu veel op fusiegebied, vertelt Van Berkel. „Naast ITER en DEMO wordt er in China ook aan gewerkt en er zijn verschillende start-ups die binnen vijf jaar een fusiereactor willen bouwen die net zoveel energie opwekt als erin gaat. Er breken interessante tijden aan.”


Lees ook
‘Sommige kernfusiebedrijven verkopen vliegende tapijten’

<strong>Het terrein van ITER</strong> op een luchtfoto uit september. Deze Europese fusiereactor, op een terrein ten noordoosten van Marseille, is nog in aanbouw.” class=”dmt-article-suggestion__image” src=”http://nltoday.news/wp-content/uploads/2024/02/recordhoeveelheid-energie-opgewekt-met-europese-kernfusiereactor.jpg”><br />
</a> <dmt-util-bar article=