Een tweede zon op aarde?

totMarcus Baer en Thomas Spang

Ik mis de wetenschap voor vandaag. Onderzoekers van het Lawrence Livermore National Laboratory in San Francisco zijn erin geslaagd om meer energie op te wekken in gecontroleerde kernfusie dan ze in het proces nodig hebben. Een doorbraak om te dromen van een eindeloze stroom schone energie?

Zoals Washington Post en de financiële tijden Voor het eerst gerapporteerd, gebruikten de onderzoekers 2,1 megajoule energie om de fusie van twee waterstofisotopen met behulp van lasers op gang te brengen. De fusiereactie in de installatie leverde toen 2,5 megajoule energie op. “Simpel gezegd, dit is een van de meest indrukwekkende wetenschappelijke prestaties van de 21e eeuw”, zei de Amerikaanse minister van Energie Jennifer Granholm. Het gaat om het ontwikkelen van een nieuwe energiebron.

Kernfusie in de Verenigde Staten: ‘We zijn getuige van een historisch moment’

Wetenschappers over de hele wereld hebben hun Amerikaanse collega’s al gefeliciteerd met een succes dat generaties experts eerder hadden ontkend. Plasmafysicus Arthur Turrell van Imperial College London reageerde: “Als dit wordt bevestigd, beleven we een historisch moment.”

“We zijn erg trots dat dit hier in de Verenigde Staten is gebeurd”, zegt David Edelman, wiens bedrijf TAE actief is op het gebied van kernfusie. “Dit is een belangrijke mijlpaal.” Sinds de jaren vijftig van de vorige eeuw proberen wetenschappers energie te halen uit het samensmelten van atoomkernen. Ondanks de enorme investeringen in de “heilige graal” van energieopwekking, hebben de gebruikte methoden tot nu toe gefaald, en de Amerikanen slaagden in het baanbrekende experiment met behulp van een strategie die onder experts bekend staat als “traagheidsfusie”. Om dat te doen Waterstof in een holte met zeer intense laserstralen vuur op. De isotopen van tritium en deuterium, vervat in een capsule ter grootte van slechts 2 millimeter, fuseren bij een temperatuur van ongeveer 60 miljoen graden Celsius om helium te vormen en daarbij energie op te wekken.

In zekere zin kopiëren wetenschappers wat er in de zon gebeurt. Een senior onderzoeker zei Washington Post, is het principe voor kenners al een tijdje duidelijk. “Voor de meesten van ons was het slechts een kwestie van tijd.”

Lees hier ook over

Een alternatieve benadering van de kernfusierace wordt gekozen in Cadarache in Zuid-Frankrijk, waar de ITER-onderzoeksreactor wordt gebouwd. Een internationaal consortium, bestaande uit de Europese Unie, de VS, Zwitserland, Groot-Brittannië, Japan, Zuid-Korea, China en Rusland, heeft miljarden euro’s geïnvesteerd om op een dag plasma van waterstofisotopen – omgeven door krachtige magnetische velden – naar warmtebronnen te transporteren dermate groot dat kernfusie begint. Ook het nieuws uit Amerika was van groot belang aan het Max Planck Instituut voor Plasmafysica in Garching, nabij München gewezen. Daar wordt al tientallen jaren onderzoek gedaan naar kernfusie. In Opper-Beieren is het doel – net als bij ITER – niet om kernfusie op gang te brengen met een laserstraal, maar om waterstofdeeltjes, radiogolven en hoogenergetische microgolven te lanceren in een oververhit mengsel van deeltjes, het zogenaamde plasma, om zware waterstoffusie veroorzaken om helium te verkrijgen.

Kernfusie: er is nog veel fundamenteel onderzoek nodig

Professor Sybil Guenther, wetenschappelijk directeur van het Max Planck Instituut voor Plasmafysica, feliciteerde ook het Amerikaanse onderzoeksteam met hun succes. Ze vertelde onze redactie dat na meer dan tien jaar experimenteren voor het eerst “echt relevante fusie-energie” vrijkomt. Meer fundamenteel onderzoek is nu nodig. Om de technische problemen volledig op te lossen, is zeker nog tien jaar onderzoek nodig. Het duurt momenteel enkele dagen voordat de fusie-ontsteking zich heeft aangepast. In een energiecentrale moet zo’n ontsteking echter tien keer per seconde plaatsvinden.

In dit opzicht verwacht de expert nog een lange weg te gaan voordat de echte doorbraak voor gebruik in de dagelijkse energieopwekking wordt bereikt. Dit opent de deur naar een milieuvriendelijke energiebron die op grote schaal olie, kolen en gas zou kunnen vervangen.

De omvang van de mogelijke gevolgen wordt geïllustreerd door de vergelijking die fusieonderzoekers graag maken. Dienovereenkomstig kan één gram waterstof energie leveren die gelijk is aan 11 ton steenkool. Een kopje waterstofbrandstof is genoeg om een ​​huis honderden jaren van stroom te voorzien. In tegenstelling tot kernenergie, die al tientallen jaren wordt gebruikt om stroom op te wekken in kerncentrales, levert kernfusie geen radioactief afval op, wat op de lange termijn een moeilijk in te schatten gevaar vormt bij opslag. Als ingenieurs de bevindingen van de Californische onderzoekers kunnen omzetten in een betrouwbare manier om energie te produceren, zal er een onbeperkte bron van schone energie zijn.