‘Doorbraak kernfusie in twee jaar’
Eindelijk goedkope energie? Kernfusie komt een stuk dichterbij nu wetenschappers het proces stabieler hebben gemaakt.
Kernfusie, de energiebron die de zon laat schijnen, belooft een overvloedige bron van goedkope energie op te leveren maar opschieten wil het nog niet echt. Het fundamentele probleem: de atoomkernen die moeten fuseren zijn, positief geladen, dus stoten elkaar af, net als twee noordpolen van magneten. Pas als de atoomkernen op heel korte afstand zijn, wordt de sterke kernkracht, die de deeltjes in atoomkernen bij elkaar houdt en de energie van de fusie levert, sterker dan de elektrische afstoting en kunnen de atoomkernen samensmelten.
De bekendste twee fusie-experimenten zijn de enorme donutvormige fusiereactor ITER en de monsterlijke laser van de Amerikaanse National Ignition Facility, maar zijn er nog andere.
Enorme bliksemschichten binnen de Z-machine wekken door samen te trekken fusie op. (c) Sandia Labs
Eén daarvan is de Z-pinch machine van het Amerikaanse Sandia Lab. Het idee: een magnetisch veld laat een elektrische stroom door een plasma, dat is een extreem heet gas van positief geladen atoomkernen en negatief geladen elektronen, in elkaar klappen. Daardoor worden de atoomkernen in het plasma dicht genoeg op elkaar geperst om te fuseren. De truc is dat de elektronen in het plasma de positieve atoomkernen aantrekken en zo de afstoting tussen de atoomkernen overwinnen.
Maar helaas: de zogenoemde magneto-Rayleigh-Taylor instabiliteit verstoort het evenwicht tussen de krachten die het plasma op elkaar persen. Daardoor verandert het plasma niet in een samengeperste lijn, maar in een soort ketting van kleine worstjes die niet verder samentrekken. Door een nieuwe ontdekking is het nu mogelijk deze instabiliteiten te manipuleren, en dus uit te schakelen. De sleutel: extreem kleine oppervlaktestructuren op een aluminium geleidebuis.
Sandia National Laboratories researcher Daniel B. Sinars verwacht mogelijk binnen twee tot drie jaar het break-even point te bereiken, het punt dat er meer energie uit het apparaat komt dan er in moet worden gestopt. Als eerste fusie-experiment ter wereld. Laten we hopen dat fusie-onderzoekers deze keer wel gelijk hebben…
