Grootste reactor voor kernfusie staat aan: een stap naar heilige graal van energie

In de Japanse gemeente Naka is de kernfusiereactor JT-60SA ingehuldigd. Het is nu de grootste experimentele fusiereactor ter wereld.

Kernfusie is een nucleair proces waarbij twee lichte atoomkernen samensmelten tot een zwaardere kern, waarbij een enorme hoeveelheid energie vrijkomt. Dit proces vindt plaats onder extreem hoge temperaturen en druk, zoals in het binnenste van de zon. De vrijgekomen energie wordt gegenereerd door het verschil in massa tussen de samengesmolten kernen en de resulterende kern, volgens Einsteins beroemde vergelijking E=mc². 

De technologie wordt gezien als een potentieel schone en efficiënte bron van energie. Tijdens een reactie komen immers geen broeikasgassen vrij. Maar de ontwikkeling is technologisch complex en fusie vereist extreme omstandigheden om te worden gerealiseerd. Onderzoekers werken al bijna een eeuw lang aan de technologie, maar het zal nog enkele decennia duren voordat kernfusie klaar is voor de commerciële markt.

Samenwerking tussen EU en Japan

De JT-60SA is een experimentele reactor die de technologie weer een stapje dichter bij commercialisatie moet brengen. De reactor is het resultaat van een samenwerking tussen de Europese Unie en Japan. SA staat voor ‘Super Advanced’, wat duidt op het feit dat dit eigenlijk gewoon de geüpgradede versie is van de JT-60, die sinds de jaren 1980 gebruikt werd om baanbrekend onderzoek te leveren.

In oktober dit jaar genereerde de reactor voor het eerst een beperkte hoeveelheid plasma. De resultaten van die eerste test moeten nog bekend gemaakt worden. De reactor, een zogenaamde tokamak, een donutvormig apparaat waarin plasma wordt vastgehouden met behulp van sterke magnetische velden, moet uiteindelijk zo’n 100 seconden lang een reactie onderhouden. De temperaturen van het plasma zullen daarbij oplopen tot zo’n 200 miljoen graden Celsius.

In het verleden zijn wetenschappers er al in geslaagd om langere reacties te creëren, maar die waren niet heet genoeg. Een fusiereactie in China duurde bijvoorbeeld 17 minuten en 36 seconden, maar de temperatuur bereikte ‘slechts’ 70 miljoen graden. Andere reactoren bereikten een temperatuur van 100 miljoen, maar die reacties duurden dan weer niet lang.

Kantelpunt

Maar een temperatuur van 100 miljoen graden Celsius volstaat nog altijd niet. Wetenschappers geloven dat fusiereactoren het dubbele moeten bereiken - en onderhouden - om genoeg energie te genereren om een reactor rendabel te maken. De JT-60SA moet aantonen dat dit effectief zo is, maar zal geen langdurige reactie in stand kunnen houden en zal dus ook geen stroom leveren aan het net. 

Wat de reactor wel moet doen, is de baan op technologisch vlak vrijmaken voor toekomstige reactoren. Een van de belangrijkste daarvan is ITER, de grootste experimentele reactor in aanbouw in de wereld. Dat project, een samenwerking tussen een groot aantal landen waaronder de VS, verschillende EU-landen, Japan en Rusland, moet binnen enkele jaren operationeel worden. ITER moet de laatste experimentele reactor zijn voordat de technologie gecommercialiseerd kan worden, hoewel het project aanzienlijke vertraging heeft opgelopen. 

Lees meer nieuws over wetenschap.

Mis niks, volg ons WhatsApp-kanaal en ontvang onze nieuwsbrief.