Wetenschappers van het Amerikaanse ‘Lawrence Livermore’-lab hebben naar verluidt het allereerste experiment met kernfusie uitgevoerd dat een netto energiewinst heeft opgeleverd. Het Amerikaanse ministerie van Energie zal hierover op dinsdag een verklaring afleggen.

“Grote doorbraak” bij experiment met kernfusie: meer energie opgewekt dan verbruikt
“Grote doorbraak” bij experiment met kernfusie: meer energie opgewekt dan verbruikt© Aangeboden door Business AM

Er wordt al geruime tijd gepoogd de code van kernfusie, hetzelfde proces dat in de zon plaatsvindt, te kraken. Dit zou namelijk een onbeperkte bron van schone energie opleveren.

In het nieuws: Amerikaanse onderzoekers zijn er bij een kernfusie-experiment in geslaagd om 2,5 megajoule energie te produceren: 120 procent van de 2,1 megajoule die werd gebruikt om het proces aan te jagen. De Britse kranten Financial Times en The Independent melden de “grote doorbraak”; ze baseren zich hiervoor op drie verschillende ingewijden.

  • Bij de test werd een pellet waterstofplasma beschoten met ’s werelds meest energierijke laser om de kernfusiereactie op gang te brengen.
  • De succesvolle test gebeurde in een onderzoeksapparaat met de naam ‘National Ignition Facility’ (NIF), dat te vinden is in het door de Amerikaanse overheid gefinancierde ‘Lawrence Livermore’-lab in Californië.

Kernsplijting versus kernfusie

Achtergrond: ‘Gewone’ kernenergie berust op een proces dat splijting wordt genoemd, waarbij een zwaar chemisch element wordt gesplitst om lichtere elementen te produceren. Fusie werkt door twee lichte elementen te combineren om een zwaarder element te maken.

  • Onderzoekers werken al sinds de jaren 1950 aan kernfusie, dat vaak de eeuwige belofte van de energievoorziening wordt genoemd. Het is enorm moeilijk gebleken om van kernfusie een commercieel levensvatbare energiebron te maken.
  • De reacties op gang brengen is overigens niet het probleem; de kunst is om meer energie uit het fusieproces te halen dan je erin stopt.

“Heter dan het centrum van de zon”

Het proces had de NIF al eerder eens bereikt door met de grootste laser ter wereld waterstofbrandstof in een capsule te verhitten en samen te persen.
Concreet werden de 192 stralen van deze laser gericht op een capsule van ongeveer één bij een halve centimeter (de grootte van een peperkorrel) met daarin deuterium en tritium, twee verschillende vormen van het element waterstof.

  • Hierdoor wordt de brandstof samengeperst “tot 100 maal de dichtheid van lood, en verhit tot 100 miljoen graden Celsius; heter dan het centrum van de zon”, zo schreef de BBC.
  • Door het doelwit op deze manier te verhitten, ontstaat een elektrisch geladen gas dat plasma wordt genoemd. In het plasma worden elektrondeeltjes uit atomen gehaald, waarna de atoomkernen overblijven. Deze kunnen samensmelten en daarbij energie opwekken.
  • Wanneer de fusiereacties de dominante bron van verhitting in het plasma worden, in plaats van de laserenergie die nodig is om het proces op gang te brengen, levert de hitte de energie voor nog meer fusie.
  • Maar zelfs wanneer brandend plasma wordt bereikt, gaat er nog energie verloren bij het proces. Dit is een van de laatste resterende obstakels voor het bredere doel van zelfvoorzienende energieproductie daadwerkelijk kan verwezenlijkt worden.

Onnauwkeurig

Is met dit laatste geslaagde experiment dat obstakel uit de weg geruimd dan? Dat valt nog te bezien.

  • Want: “De eerste diagnostische gegevens wijzen op een (…) geslaagd experiment in de NIF. De exacte opbrengst wordt echter nog bepaald en we kunnen op dit moment niet bevestigen dat deze boven de drempelwaarde (energie, red.) ligt”, stelt het lab in een reactie.
  • “Die analyse is aan de gang, dus het publiceren van de informatie (…) voordat dat proces is voltooid, zou onnauwkeurig zijn.”

Enthousiasme

En nu? De wetenschappelijke wereld is alvast erg enthousiast over het feit dat een netto energiewinst zou hebben plaatsgevonden bij een kernfusie-experiment.

  • “Dit experimentele resultaat zal de inspanningen om de planeet uiteindelijk van energie te voorzien met kernfusie, stimuleren – in een tijd waarin we een overvloedige bron van koolstofvrije energie nog nooit zo hard nodig hebben gehad!”, schreef bijvoorbeeld Arthur Turrell, adjunct-directeur van het Britse bureau statistiek, zondag op Twitter.
  • De Amerikaanse minister van Energie, Jennifer Granholm, en de Amerikaanse staatssecretaris voor nucleaire veiligheid, Jill Hruby, zullen morgen alvast een mededeling doen vanuit het nationale laboratorium, weet The Independent.
    • Het record is ook een belangrijke prikkel voor de Internationale Thermonucleaire Experimentele Reactor (ITER) van 20 miljard euro, die momenteel in Zuid-Frankrijk wordt gebouwd. In dat verband verscheepten de Russen nog een van de zes gigantische magneten die nodig zijn voor het project. 

(fjc)

“Grote doorbraak” bij experiment met kernfusie: meer energie opgewekt dan verbruikt (msn.com)